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2020 年度 実績報告書

両方向性複製を支える複製開始機構の原理と複製開始制御システムの機能制御原理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03212
研究機関九州大学

研究代表者

片山 勉  九州大学, 薬学研究院, 教授 (70264059)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードDNA複製 / 複製起点 / ヘリカーゼ / 複合体動態 / 細菌
研究実績の概要

本研究では、大腸菌の複製起点oriC開裂(局所的一本鎖化)機構の普遍性の検討、またまた両方向複製の基盤となるDnaB導入の分子動態を解明すること、加えて複製開始ストレス時のレスキュー機構を解明すること、さらに、代表者はDnaAを適時的に活性化あるいは不活化する3系統の制御システム(DARS系, DDAH系, RIDA系)が細胞周期との連係する分子機構の解明を目的とする。3年計画の初年度となる2020年度では、これまでにそれぞれの目的において一定の進展が見られている。まず、大腸菌の複製起点oriC開裂機構の普遍性については、詳細なメカニズムが解明された大腸菌をモデルとしてとらえ、他の多くの細菌種での遺伝的背景を試験管内再構成系において再現するなどの独自の解析手法が確実に独創性の高い成果を生み出している。さらに進化的に大腸菌とは遠縁の細菌種のoriCの解析や起源生物に近縁とされる高度好熱菌での複製起点開裂機構の試験管内再構成解析でも重要なデータが得られるようになった。特にoriC開裂機構についての基本原理(ssDUE recruitment mechanism)が普遍性をもつことが示唆された。これらにより普遍機構と多様性を持つよう分化した機構とを理解できる基盤ができつつある。DnaB導入の分子動態についても、DnaAとの動的な相互作用動態について基盤が明らかになってきており、その一部を論文発表した(J. Biol. Chem. 295(32):11131-11143)。開始反応ストレス時のレスキュー機構についても重要な関係因子について変異体解析しその機能を支持する結果が得られた。さらに、DnaAに対する3系統の制御システムについては、それぞれにおいて制御因子について解析を深め、その成果を学会で発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

oriC開裂(局所的一本鎖化)機構の普遍性、DnaB導入の分子動態、開始反応異常時のレスキュー機構、また、DnaA制御システム(DARS系, DDAH系, RIDA系)への細胞周期との連係機構について、一定の進展が達成され、学会発表のみならず、論文発表も行った。しかしながら当初の研究計画に照らすと、2020年はCOVID19対策による大学施設の使用制限や勤務・登校・実験時間の制限、さらに、講義方式の変更などへの対応による多忙化などにより、研究の進捗がある程度遅れたことは否定できない。また論文投稿後の審査期間も延長されている。研究計画や推進方策そのものには大きな問題はないと思われる。

今後の研究の推進方策

研究計画や推進方策そのものには大きな問題はないと思われるため、今後も研究計画に従って、さらに推進してゆく。COVID19対策が取られている現状に対応して、より効率的に研究が進むよう、研究現場に即して、実験手法の精選や論文執筆のタイミングなど実際的な面で随時調整してゆく。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] DnaB helicase is recruited to the replication initiation complex via binding of DnaA domain I to the lateral surface of the DnaB N-terminal domain2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Chihiro、Miyazaki Erika、Ozaki Shogo、Abe Yoshito、Katayama Tsutomu
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 ページ: 11131~11143

    • DOI

      10.1074/jbc.RA120.014235

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高度好熱性真正細菌Thermotoga maritimaの複製開始複合体におけるDNA開裂領域の配列特性の解析2021

    • 著者名/発表者名
      盧 楚元、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      第15回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] 大腸菌における複製開始を制御するdatA領域の活性制御機構についての解析2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤孝輔、酒井隆至、加生和寿、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      第15回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] 細菌種に高度に保存されたHUによる染色体複製起点oriCの二重鎖開裂促進機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      吉田竜星、尾崎省吾、川上広宣、片山 勉
    • 学会等名
      第15回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] 大腸菌染色体の複製開始促進因子DARS2における活性化蛋白質の細胞周期依存的な結合制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      三善賢弥、辰本優香、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      第15回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] 高度好熱性真正細菌Thermotoga maritimaの複製起点oriCにおいてDnaAと特異的相互作用する一本鎖DNAモチーフの探索2020

    • 著者名/発表者名
      盧 楚元、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      令和2年度日本生化学会九州支部例会
  • [学会発表] 大腸菌染色体の複製開始を促進する非コード領域DARS2でのATP結合型DnaA複合体形成と機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      辰本優香、三善賢弥、永田麻梨子、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      令和2年度日本生化学会九州支部例会
  • [学会発表] 大腸菌染色体の複製起点における一本鎖DNA形成の動的メカニズムとDnaBヘリカーゼ装着における意義2020

    • 著者名/発表者名
      永田麻梨子, 崎山友香里, 尾崎省吾, 片山 勉
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会 シンポジウム
  • [学会発表] 超好熱性真正細菌Thermotoga maritimaの複製開始複合体中でDnaAと特異的に結合する1本鎖DNAの配列特性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      盧 楚元、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
  • [学会発表] 配列非特異的なDNA結合因子HUによる複製起点oriCの二重鎖開裂機構の生化学・遺伝学的解析2020

    • 著者名/発表者名
      吉田竜星、尾﨑省吾、川上広宣、片山 勉
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
  • [学会発表] 大腸菌における複製開始促進因子DARS2を活性化する核様体蛋白質の適時的な結合制御機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      三善賢弥、辰本優香、尾崎省吾、永田麻梨子、片山 勉
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
  • [学会発表] カウロバクター細胞内におけるDnaBヘリカーゼの複製起点への集合、装着動態の解析2020

    • 著者名/発表者名
      村岡龍哉, 尾崎省吾, 片山 勉
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Molecular mechanisms of specific nucleoid proteins in regulations for the replication initiation of the Escherichia coli chromosome2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Katayama, Kenya Miyoshi, Ryusei Yoshida, Chuyuan Lu, Kazuma Korogi, Kosuke Ito, Kazutoshi Kasho, Hironori Kawakami, Mariko Nagata and Shogo Ozaki
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会 Workshop “Frontiers of nucleoid DNA replication and quality control”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 九州大学大学院薬学研究院_分子生物薬学分野

    • URL

      http://bunsei.phar.kyushu-u.ac.jp

  • [備考] 九州大学研究者情報_片山 勉

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K001101/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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