２つのＲｅｃＡホモログＲａｄ５１、Ｄｍｃ１の集合反応の分子レベルでの統括的理解

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23247029
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 篠原 彰 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (00252578)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 減数分裂 / 組換え / Rad51 / Dmc1 / 染色体

研究概要

DNA相同鎖検索反応は組換えの根幹をなす反応であり、真核生物ではRecAのホモログRad51が体細胞分裂期の組換えに機能する一方、減数分裂期組換えにはRad51に加え、減数分裂期特異的RecAホモログDmc1が働く。Rad51, Dmc1ともにDNA上のフィラメント構造は類似していて、その特異性は一緒に働く正，負の因子群の働きにより決まる。本研究は、Rad51, Dmc1によるDNA鎖相同検索反応の分子基盤を理解するために、我々の同定したRad51集合を助ける新規因子、Psy3-Csm2-Shu1-Shu2複合体の構造学解析に基づく分子論的機能解析、Dmc1の集合を担うMei5-Sae3複合体の構造解析に加え、相互作用する因子をDNA末端の機能的非対称性と言う点から機能解析し、統括的に体細胞、減数分裂期の組換えの特性を分子レベルで理解することを目的とする。本年度はPsy3-Csm2-Shu1-Shu2複合体のコア要素であるPsy3-Csm2複合体のX線構造解析に成功した。この複合体はアミノ酸レベルでは全く似ていないRad51と構造的に相同であることが分かり、Psy3-Csm2-Shu1-Shu2複合体に代表されるRad51メデエイターがRad51フィラメントの末端に結合することで、このフィラメント形成の促進や安定化に関わるモデルを提出した。このモデルは組換えの制御の新しい側面を見出した点で価値が高いといえる。一方、Dmc1のメデエイターであるMei5の結合する因子として、PAF複合体を同定した。この複合体は転写の伸長に関わることを知られているが、組換えでの機能については不明であった。この変異体の解析から、少なくともこの複合体が減数分裂期の組換えの開始反応であるDNA２重鎖切断の形成に関わることを示した。転写複合体が組換えを制御すると言う点で新規性が高い研究と言える。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Dot1-dependent histone H3K79 methylation promotes the formation of meiotic double-strand breaks in the absence of histone H3K4 methylation in budding yeast. (2014)
  • 著者名/発表者名: Bani Ismail, M., Shinohara M. and A. Shinohara.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e96648
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0096648.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new protein complex promoting the assembly of Rad51 filaments. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasanuma, H. Tawramoto, M.S., Lao, J., Hosaka, H., Sanda, E., Suzuki, M., Yamashita, E., Hunter, N., Shinohara M., Nakagawa, A. and A. Shinohara. A
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 ページ: 1676
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms2678.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple Pathways Suppress Non-Allelic Homologous Recombination during Meiosis in Saccharomyces cerevisiae. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinohara M. and A. Shinohara.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 4 ページ: e63144
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0063144.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Saccharomyces cerevisiae Srs2 helicase disassembles Rad51 from meiotic chromosomes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasanuma, H. Furihata Y., Shinohara M. and A. Shinohara.
  • 雑誌名: Genetics 巻: 194 ページ: 859-872
  • DOI: doi: 10.1534/genetics.113.150615.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The small GTPase Rab5 homologue Ypt5 regulates cell morphology, sexual development, iron-stress response and vacuolar formation in fission yeast. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto, Y., Katayama, C., Shinohara M., Shinohara, A., Maekawa, S. and Miyamoto M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res Commun. 巻: 441 ページ: 867-872
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2013.10.158.
  • 査読あり
• [学会発表] Control of chromosome dynamics during meiosis (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinohara A
  • 学会等名: Gordon Research Conference son Genome instability
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 20140706-20140711
  • 招待講演
• [学会発表] Control of Meiotic recombination (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinohara A.
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Meiosis
  • 発表場所: New London, NH, USA
  • 年月日: 20140601-20140606
  • 招待講演
• [学会発表] Control of Rad51-assembly by Rad51 mediators and DNA helicases (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Shinohara
  • 学会等名: Abacam meeting on Mechanism of recombination
  • 発表場所: Alicante, Spain
  • 年月日: 20140519-20140523
  • 招待講演
• [学会発表] A new Rad51 mediator (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinohara A.
  • 学会等名: FASEB meeting on recombination & genome rearrangement
  • 発表場所: Steam Boat CO, USA
  • 年月日: 20130721-20130726
  • 招待講演
• [学会発表] Control of Rad51-assembly by Rad51 mediators and DNA helicases (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Shinohara
  • 学会等名: Academia Sinica Seminar
  • 発表場所: Academina Sinica, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20130413-20130414
  • 招待講演
• [備考] 研究室ほームページ
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/genome/Shinohara-HP-index.html