超好熱生物の遺伝情報はどのように守られ、伝達されるのか？

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23310152
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 石野 良純 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30346837)
• 研究分担者: 跡見 晴幸 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90243047)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: アーキア / DNA複製 / 極限環境生命

研究概要

超好熱性アーキアThermococcus kodakarensis と Pyrococcus furiosusをモデル生物として、それらのDNA複製、修復関連因子の生化学的、遺伝学的解析を進めた。特に、T.
kodakarensisには３種のMcmと２種のPCNA が存在する生理的意味を解明すべく、これらのタンパク質の生化学的性質解析とこれらをコードする遺伝子破壊株の性質を調べる遺伝学的解析の双方から研究を進めた。またDNAの塩基に損傷が入った場合の修復機構を解析した結果、P. furiosusから、全く新規のDNA切断酵素を発見し、Endonuclease Qと名付けて、国際特許出願した。

研究成果

• [雑誌論文] Biochemical characterization of endonuclease V from the hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus furiosus (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiyonari, S., Egashira, Y., Ishino, S., and Ishino, Y
  • 雑誌名: J . Biochem 巻: 155 ページ: 325-333
• [雑誌論文] The archaeal DNA replication machinery : past, present and future (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishino, S., Kelman, L.M., Kelman, Z., and Ishino, Y
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst 巻: 88 ページ: 315-319
• [雑誌論文] Novel inhibition of archaeal family-D DNA polymerase by uracil (2013)
  • 著者名/発表者名: Richardson, T.T., Gilroy, L., Ishino, Y., Connolly, B.A. and Henneke, G
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 41 ページ: 4207-7218
• [雑誌論文] A novel single-strand specific 3'-5' exonuclease found in the hyperthermophilic archaeon,, Pyrococcus furiosus (2013)
  • 著者名/発表者名: Tori, K., Ishino, S., Kiyonari, S., Tahara, S. and Ishino, Y
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e58497
• [雑誌論文] Comparative analyses of the two PCNAs from the hyperthermophilic archaeon, Thermococcus kodakarensis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuba, Y., Ishino, S., Yamagami, T., Tokuhara, M., Kanai, T., Fujikane, R.,Daiyasu., Atomi, H., Ishino, Y.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 17 ページ: 923-937
• [雑誌論文] Rapid progress of DNA replication studies in Archaea, the third domain of life (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishino, Y. and Ishino, S
  • 雑誌名: Sci. China, Ser-C Life Sci 巻: 55 ページ: 1-18
• [雑誌論文] Biochemical and genetical analyses of the three mcm genes from the hyperthermophilic archaeon, Thermococcus kodakarensis (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishino, S., Fujino, S., Tomita, H., Ogino, H., Takao, K., Daiyasu, H., Kanai, T., Atomi, H., and Ishino, Y.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 16 ページ: 1176-1189
• [雑誌論文] The GINS complex from the thermoacidophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum may function as a homotetramer in DNA replication (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H., Ishino, S. Mayanagi, K., Haugland,G, H., Birkeland, N-K., Yamagishi, A., and Ishino Y
  • 雑誌名: Extremophiles 巻: 15 ページ: 529-539
• [雑誌論文] Architectures of archaeal GINS complexes, essential DNA replication initiation factors (2011)
  • 著者名/発表者名: Oyama, T, Ishino, S, Fujino, S, Ogino, H, Shirai, T, Mayanagi, K, Saito, M, Nagasawa, N, Ishino, and Y, Morikawa, K.
  • 雑誌名: BMC Biol 巻: 9 ページ: 28
• [雑誌論文] Reverse-Chaperoning Activity of an AAA+ Protein (2011)
  • 著者名/発表者名: Liu, C., McKinney, MC., Chen, YH., Earnest, TM., Shi, X., Lin, LJ., Ishino, Y., Dahmen, K., Cann, I.K., Ha, T
  • 雑誌名: Biophys J 巻: 100 ページ: 1344-1352
• [雑誌論文] Architecture of the DNA polymerase B-proliferating cell nuclear antigen (PCNA)-DNA ternary complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Mayanagi, K., Kiyonari, S., Nishida, H., Saito, M., Kohda, D., Ishino, Y., Shirai, T., and Morikawa, K
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 ページ: 1845-1849
• [学会発表] Structural and functional analyses of the archaeal Hef protein involved in stalled replication fork repair (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: Thermophiles
  • 発表場所: Regensburg, Germany
  • 年月日: 20130908-13
  • 招待講演
• [学会発表] Nils-Kåre Birkeland, and Yoshizumi Ishino Activation mechanism of the replicative helicase in the thermophilic archaeon (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Ogino, Sonoko Ishino, Kouta Mayanagi, Takuji Oyama, Tsuyoshi Shirai, Kosuke Morikawa, Gyri Teien Haugland
  • 学会等名: Thermoplasma acidophilum. Thermophiles
  • 発表場所: Regensburg, Germany
  • 年月日: 20130908-13
• [学会発表] Analysis of the single-strand-specific 3′-5′ exonuclease found in Thermococci (2013)
  • 著者名/発表者名: Sonoko Ishino, Kazuo Tori, Takafumi Hamasuna, Takeshi Yamagami, Ken-Ichi Miyazono, Masaru Tanokura, and Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: Thermophiles
  • 発表場所: Regensburg, Germany
  • 年月日: 20130908-13
• [学会発表] Gordon Research Conference on Archaea : Ecology (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: Metabolism & Molecular Biology
  • 発表場所: Barga, Italy
  • 年月日: 20130728-0802
  • 招待講演
• [学会発表] アーキアに見出された損傷塩基修復酵素 Endonuclease Qの特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石都, 石野園子, 牧田成人, 江頭由里子, 清成信一, 山上健, 石野良純
  • 学会等名: 日本Archaea研究会第26回講演会
  • 発表場所: 東京工業大学,東京
  • 年月日: 20130719-20
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcus furiosus より見出された一本鎖特異的3′-5′エキソヌクレアーゼ (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野園子, 當利和夫, 濵砂孝文, 清成信一, 田原沙樹, 山上健, 宮園健一, 田之倉, 優石野良純
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館,鳥取
  • 年月日: 20130612-14
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcus furiosus から同定された新規な修復エンドヌクレアーゼ (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石都, 石野園子, 牧田成人, 江頭由里子, 清成信一, 山上健, 石野良純
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館,鳥取
  • 年月日: 20130612-14
• [学会発表] アーキア研究から見えてくるDNA 複製装置の分子進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野良純, 大門克哉, 石野園子
  • 学会等名: 生命の起源および進化学会第38回学術講演会
  • 発表場所: 九州大学,福岡
  • 年月日: 20130314-16
  • 招待講演
• [学会発表] The synergistic stimulation of the MCM activity by Cdc6/Orc1 and GINS homotetramer from the archaeon, Thermoplasma acidophilum (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Ogino, Sonoko Ishino, Kouta Mayanagi, Takuji Oyama, Tsuyoshi Shirai, Kosuke Morikawa, Gyri Teien Haugland, Nils-Kåre Birkeland, and Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場,福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] Molecular mechanism from initiation to elongation in the DNA replication process in Archaea (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会 ワークショップ3W5I DNA 複製機構とその制御 -生物種を越えた統一的理解を目指して-
  • 発表場所: 福岡国際会議場,福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensis が有する三種のMcm ホモログの生化学的および遺伝学的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石野園子, 藤野誠司, 冨田宏矢, 尾木野弘実, 金井保, 跡見晴幸, 石野良純
  • 学会等名: 第13回極限環境生物学会
  • 発表場所: 日本大学,東京
  • 年月日: 20121201-02
• [学会発表] Divergently evolved replicative helicase from the archaeon (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Ogino, Sonoko Ishino, Kouta Mayanagi, Takuji Oyama, Tsuyoshi Shirai, Kosuke Morikawa, Gyri Teien Haugland, Nils-Kåre Birkeland, and Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: Thermoplasma acidophilum The 8th 3R symposium
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center, Japan
  • 年月日: 20121125-28
• [学会発表] Yoshizumi Ishino Characterization of DNA polymerase BI from Caldiarchaeum subterraneum, uncultivated archaea (2012)
  • 著者名/発表者名: Jacqueline Büttiker, Sonoko Ishino, Takeshi Yamagami, Takuro Nunoura, Yoshihiro Takaki, Hideto Takami, Ken Takai
  • 学会等名: 日本遺伝学会第84回大会
  • 発表場所: 九州大学,福岡
  • 年月日: 20120924-26
• [学会発表] Yoshizumi Ishino More than one Mcm protein functions in the hyperthermophilic archaeon, Thermococcus kodakarensis (2011)
  • 著者名/発表者名: Seiji Fujino, Hiroya Tomita, Hiromi Ogino, Tamotsu Kanai, Haruyuki Atomi
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜,横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] Yoshizumi Ishino Two nucleases from Thermococcus kodakarensis, probably involved in replication fork progression (2011)
  • 著者名/発表者名: Sonoko Ishino, Takeshi Yamagami, Makoto Kitamura
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜,横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisが有する二種類のPCNA の細胞内における機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 久場由真仁, 石野園子, 山上健, 徳原将弘, 金井保, 跡見晴幸, 藤兼亮輔, 石野良純
  • 学会等名: 第12回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 長崎大学良順会館 長崎
  • 年月日: 20111127-28
• [学会発表] Functional analyses of Mcm proteins in the hyperthermophilic archaeon, Thermococcus kodakarensis (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤野誠司, 石野園子, 冨田宏矢, 尾木野弘実, 金井保 ,跡見晴幸, 石野良純
  • 学会等名: 第21回DNA複製・組換え・ゲノム安定性制御ワークショップ
  • 発表場所: サンピア福岡,福津
  • 年月日: 20111025-27
• [学会発表] Comparative analyses of the two PCNAs from the hyperthermophilic archaeon, Thermococcus kodakarensis (2011)
  • 著者名/発表者名: 石野園子, 久場由真仁, 山上健, 徳原将弘, 跡見晴幸, 石野良純
  • 学会等名: 第21回DNA複製・組換え・ゲノム安定性制御ワークショップ
  • 発表場所: サンピア福岡,福津
  • 年月日: 20111025-27
• [学会発表] Yoshizumi Ishino DNA replication in Thermococcales -from initiation to elongation- Gordon Research Conference on Archaea : Ecology (2011)
  • 学会等名: Metabolism & Molecular Biology
  • 発表場所: Waterville Valley, NH, USA
  • 年月日: 20110731-0805
  • 招待講演
• [学会発表] DNA replication proteins from Thermococcus kodakarensis. Gordon Research Conference on Archaea : Ecology (2011)
  • 著者名/発表者名: Sonoko Ishino, Yumani Kuba, Takeshi Yamagami, Masahiro Tokuhara, Tamotsu Kanai, Haruyuki Atomi, and Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: Metabolism & Molecular Biology
  • 発表場所: Waterville Valley, NH, USA
  • 年月日: 20110731-0805
• [学会発表] アーキアにおけるDNA 複製フォーク進行複合体の構造と機能第84回日本生化学会大会シンポジウム3S4a (2011)
  • 著者名/発表者名: 石野良純
  • 学会等名: アーキア研究の最前線
  • 発表場所: 京都国際会議場,京都
  • 年月日: 2011-09-23
• [図書] DNA Replication in Archaea, the Third Domain of Life. In The Mechanisms ofDNAReplication D. Stuart(Ed) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishino, Y., Ishino, S.
  • 総ページ数: 91-126
  • 出版者: InTech d.o.o., Rijeka, Croatia
• [図書] DNA polymerases and DNA ligases. In Thermophilic microbes in environmental and industrial biotechnologyLitterchild J., Satyanarayana, T., Kawarabayasi, Y. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishino, S. and Ishino, Y.
  • 総ページ数: 429-457
  • 出版者: Springer Science+Business Media
• [図書] Application of environmental DNA resources to create useful DNA polymerases with different properties. In Microorganisms in Sustainable Agriculture and Biotechnology. Satyanarayana, T. et al (Eds.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishino, S and Ishino, Y.
  • 総ページ数: 663-678
  • 出版者: Springer Science+Business Media
• [備考]
  • URL: http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/pce-web/
• [産業財産権] Novel DNA cleavage enzyme (2013)
  • 発明者名: Ishino Y. Ishino S. Shiraishi M
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 61/821866
  • 出願年月日: 2013-05-10
  • 外国
• [産業財産権] Novel DNA polymerase (2012)
  • 発明者名: Ishino Y. Yamagami T. Matsukawa H.
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2012/067872
  • 出願年月日: 2012-07-12
  • 外国
• [産業財産権] Novel DNA cleavage enzyme. (2012)
  • 発明者名: Ishino Y. Ishino S. Shiraishi M.
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/ JP2012/067791
  • 出願年月日: 2012-07-12
  • 外国