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2022 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 / 細菌 / 複合体動態
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、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)が細胞周期と連係する分子機構の解明を目的とする。まず、昨年度までの成果に基づき、大腸菌、および、進化的に大腸菌とは遠縁で起源生物に近縁とされる高度好熱菌における複製起点の開裂機構について、それぞれ、さらに詳細に解析を進め、それらの結果を統合的に総括した。これらによって我々が提唱してきた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された。加えて各々の解析からはその機構的多様性も示された。これらの成果についてはそれぞれ論文投稿を行っている。さらに両方向複製の基盤となるDnaB導入に重要となる複製開始複合体の分子動態を明らかにし、結果を総括して論文発表した(J. Biol. Chem. 298(6): 102051 [1-16 pages])。さらに複製開始レスキュー機構に重要な因子についても昨年度までの成果に基づき解析を進めた。また、DARS2系では、昨年度までに重要な制御機構を解明し論文発表したが、この成果に基づき、さらに新たとなる制御系の機構解析を進行させた。DDAH系においては昨年までの成果に基づき引き続き制御機構の解析を詳細に進め、一部の制御因子を明らかにした。これらについては学会等で成果を発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2023 2022 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 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Concerted actions of DnaA complexes with DNA unwinding sequences within and flanking replication origin oriC promote DnaB helicase loading2022

    • 著者名/発表者名
      Yukari Sakiyama, Mariko Nagata, Ryusei Yoshida, Kazutoshi Kasho, Shogo Ozaki, Tsutomu Katayama
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 ページ: Article 102051

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102051

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] カウロバクター菌の複製開始に重要な複製開始領域内の転写配列の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      若杉泰敬、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      第17回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] 染色体複製開始複合体において複製ヘリカーゼDnaBのDNA装着を支える開始因子DnaAとの動的相互作用機構解析2023

    • 著者名/発表者名
      鶴田 匠、林 千尋、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      第17回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] Fe-Sクラスター酵素促進因子YgfZによる染色体複製制御の解析2023

    • 著者名/発表者名
      里村龍音、加生和寿、片山 勉
    • 学会等名
      第17回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] バクテリア染色体の複製開始メカニズムの普遍性と多様性を支えるDnaAタンパク質の分子機構2023

    • 著者名/発表者名
      片山 勉
    • 学会等名
      2022年度国立遺伝学研究所研究会「単細胞生物に見られる生体プロセスの恒常性維持システム」
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic mechanisms constituting regulation for the replication initiator DnaA protein in Escherichia coli2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Katayama
    • 学会等名
      Bacterial Physiology Meeting in Copenhagen 'Major Ideas in Quantitative Microbial Physiology: Past, Present and Future'
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大腸菌の複製開始蛋白質DnaAの活性化を促す核様体蛋白質との相互作用における機能構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      三善賢弥、加生和寿、片山 勉
    • 学会等名
      令和4年度日本生化学会九州支部例会
  • [学会発表] 複製開始因子DnaAとの低親和性相互作用に重要な複製ヘリカーゼDnaBのアミノ酸残基の探索と機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      鶴田 匠、林 千尋、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      令和4年度日本生化学会九州支部例会
  • [学会発表] バクテリア界における染色体複製起点の開裂反応の共通原理:核様体タンパク質HUとDnaAに依存した複製起点開裂の分子機構2022

    • 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
      第18回21世紀大腸菌研究会
  • [学会発表] 高度好熱性真正細菌Thermotoga maritimaの複製起点における開始複合体の形成メカニズムと開裂部位の特性の解析2022

    • 著者名/発表者名
      盧 楚元、吉田竜星、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      第18回21世紀大腸菌研究会
  • [学会発表] 複製開始因子DnaAの新たな制御因子の探索と解析:ATP-DnaA制御系変異のサプレッサー因子2022

    • 著者名/発表者名
      里村龍音、山口可鈴、三善賢弥、加生和寿、尾崎省吾、片山 勉
    • 学会等名
      第18回21世紀大腸菌研究会
  • [学会発表] カウロバクター菌の複製ヘリカーゼはDciAによって染色体DNAに装着される2022

    • 著者名/発表者名
      尾崎 省吾、若杉 泰敬、片山 勉
    • 学会等名
      日本遺伝学会第94回大会
  • [学会発表] 大腸菌染色体の開始複合体における複製ヘリカーゼ装着の多様な分子機構2022

    • 著者名/発表者名
      片山 勉, 吉田竜星, 鶴田 匠, 興梠和真, 加生和寿, 尾﨑省吾
    • 学会等名
      日本遺伝学会第94回大会
  • [学会発表] 細菌染色体の複製開始機構において複製起点が一本鎖へと開裂される普遍分子メカニズムの探究2022

    • 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
      第95回日本生化学会大会 シンポジウム「生化学で切り拓くDNA複製、修復、染色体構造の制御メカニズム」
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic nucleoprotein complexes sustaining regulation for the chromosomal replication initiation in Escherichia coli2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Katayama
    • 学会等名
      NIG International Symposium 2022: Chromosome Replication in the New Era - Old and New Questions in Life Science
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of replication initiation timing by timely binding and dissociation of the nucleoid protein IHF in Escherichia coli2022

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Kasho, Taku Oshima, Onuma Chumsakul, Kensuke Nakamura, Kazuki Fukamachi, Kazuyuki Fujimitsu, and Tsutomu Katayama
    • 学会等名
      NIG International Symposium 2022: Chromosome Replication in the New Era - Old and New Questions in Life Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanisms for loading of the replicative DnaB helicase in the alphaproteobacterium Caulobacter crescentus2022

    • 著者名/発表者名
      Shogo Ozaki, Dengyu Wang, Yasutaka Wakasugi, Naoto Itani, and Tsutomu Katayama
    • 学会等名
      NIG International Symposium 2022: Chromosome Replication in the New Era - Old and New Questions in Life Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanisms for bacterial origin unwinding mediated by DnaA and HU, a ubiquitous nucleoid-associated protein2022

    • 著者名/発表者名
      Ryusei Yoshida, Shogo Ozaki, Hironori Kawakami, and Tsutomu Katayama
    • 学会等名
      NIG International Symposium 2022: Chromosome Replication in the New Era - Old and New Questions in Life Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Diversity and conservation in the initiation mechanisms of the Escherichia coli replication origin oriC2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuomu Katayama, Ryusei Yoshida, Chuyuan Lu, Kazuma Korogi, Takumi Tsuruda, Kazutoshi Kasho, Shogo Ozaki
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会 Workshop: Adaptation to changing environments by altering modes of DNA replication
    • 国際学会
  • [学会発表] ユニークなモデル生物カウロバクターを菌を用いた染色体複製ヘリカーゼ装着機構の研究2022

    • 著者名/発表者名
      尾崎省吾, 片山 勉
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会ワークショップ「ユニークな技法で紐解く微生物の細胞増殖原理」
  • [学会発表] 複製開始因子DnaAを適時的に不活性化するdatA-IHF複合体の形成を制御する転写の分子機構2022

    • 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45回日本分子生物学会年会ワークショップ「微生物の分子生物学・再考」
  • [学会発表] 新規染色体複製因子DciAと複製開始蛋白質DnaAとの相互作用を介したヘリカーゼ装着機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      井谷直登, 盧 楚元, 尾﨑省吾, 片山 勉
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [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: 2023-12-25  

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