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2014 年度 実績報告書

染色体DNA複製開始の制御機構とその高次制御

研究課題

研究課題/領域番号 24370075
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

田中 誠司  国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 助教 (50263314)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワードDNA複製開始 / ChIP / DNA複製開始因子 / DNA複製開始複合体
研究実績の概要

複製開始反応は、真核細胞においては大きく2段階の反応である。即ち、DNA2本鎖を巻き戻す複製時ヘリカーゼの複製開始点への不活性型でのローディング(pre-RC形成、細胞周期のG1期)と、複製時ヘリカーゼの活性化と複製フォークの確立(S期)。この過程に関わる因子は以下の4種類に大別できる。
(1). pre-RCに含まれ、複製フォークには含まれないもの; (2). pre-RC、複製フォークの両方に含まれるもの(Mcm2-7); (3). pre-RC、複製フォーク共に含まれないが複製フォーク形成には必要(Sld2, Sld3, Dpb11); (4). pre-RCに含まれないが、複製フォークには含まれる(Cdc45, GINS, Polε他)
これまでの解析結果はグループ(3)の因子(Sld2, Sld3, Dpb11)の会合により促進される開始複合体の形成過程そのものが、複製開始・抑制のスイッチとなっており、それらの会合がCDKによるリン酸化で直接制御されていることを示している。開始複合体にはこれらの他、グループ(4)の因子も含まれているが、それらの開始複合体形成における役割は不明である。今回、従来の突然変異体取得法を改良することで(論文投稿中)、グループ(3)(4)に含まれる全ての因子について、タイトな変異体を取得することができた。同時に、各因子特異的な抗体を作製し、ほぼ全ての因子について、特異的な抗体を得た。これらを組み合わせて解析に用いることにより、同一変異体より作製した、ひとつの細胞抽出液中において各因子の挙動を同時にかつ網羅的に解析することが可能となり、in vivo複製開始反応についての詳細な解析結果が得られつつある(論文投稿準備中)。この成果は、複製開始機構の理解に向けて重要な貢献となることが期待できる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ほぼ計画通りに成果を得られつつある。
平成26年度の大きな成果としては、「研究実績の概要」欄に記したように、新たな変異体作製法の開発ならびに複製開始各因子特異的な抗体を揃え、これらを組み合わせて用いることにより、各変異体細胞内、「in vivo」での各複製因子の挙動を「網羅的」かつ「同時に」比較することが可能となり、その解析結果が出揃いつつある。このような成果は、近年他研究室から発表された「 in vitro DNA複製再構成系」と相互補完的に働き、真核生物のDNA複製開始反応を詳細に理解するための重要な基礎データとなることが期待される。

今後の研究の推進方策

当初計画通り、複製開始反応のより良い理解を目指し、以下の解析を進める。
1) 平成26年度に得られた上記解析の完成・完了ならびに取り纏めと発表。
2) 複製起点活性化の高次制御の分子機構の解明。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (7件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [学会発表] ここまで来た! 酵母のタイトな変異体作製法2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      第187回酵母細胞研究会例会
    • 発表場所
      東京大学大学院農学生命科学研究科 フードサイエンス棟 中島董一郎記念ホール、東京都文京区
    • 年月日
      2014-12-12 – 2014-12-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 網羅的なChIPによるDNA複製開始反応の詳細な解析2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会 ワークショップ
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-11-27 – 2014-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanism that ensures bidirectional initiation of chromosomal DNA replication in budding yeast2014

    • 著者名/発表者名
      荒木 弘之
    • 学会等名
      The 9th 3R Symposium (International Symposium on DNA Replication, Recombination and Repair)
    • 発表場所
      御殿場高原ホテル、静岡県御殿場市
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Dissection of the initiation reaction of DNA replication by systematic chromatin immunoprecipitation2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      The 9th 3R Symposium (International Symposium on DNA Replication, Recombination and Repair)
    • 発表場所
      御殿場高原ホテル、静岡県御殿場市
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-20
  • [学会発表] DNA複製開始因子によるクロマチン構造変換制御2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      大阪大学蛋白研セミナー:「染色体伝承の分子背景:複製から染色体分離まで」
    • 発表場所
      大阪大学蛋白質研究所、大阪府吹田市
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 改良オーキシンデグロン法(Improved auxin-inducible degron: iAID)によるタイトな酵母変異体の作製とDNA複製開始制御機構解明への適用2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      酵母フォーラム
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂、東京都文京区
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-03
  • [学会発表] Dissection of the initiation reaction of DNA replication by systematic chromatin immunoprecipitation2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      FASEB SRC Yeast Chromosome Structure, Replication and Segregation
    • 発表場所
      The Steamboat Grand, Steamboat Springs, CO, USA
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-17
  • [図書] The Initiation of DNA Replication in Eukaryotes, edited by Daniel L. Kaplan2015

    • 著者名/発表者名
      Seiji Tanaka, Hiroyuki Araki
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2016-06-01  

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