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2012 年度 実施状況報告書

クロマチンDNAにおけるDNA修復機構の蛍光1分子イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 24570182
研究種目

基盤研究(C)

研究機関京都大学

研究代表者

横田 浩章  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 講師 (90415547)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードDNA損傷・修復 / タンパク質 / 核酸の構造 / 動態 / 機能
研究概要

地球上の生物にとってDNA複製・修復・組換えは、種の遺伝的連続性と多様性を保証するための根源的な分子機構である。特にゲノムの安定性を保つには、厳密なDNA複製機構に加えて、DNAに絶え間なく生じる様々な偶発的損傷を修復する機構が必要である。特に高頻度で発生する塩基損傷を対象とする除去修復機構は原核生物から真核生物まで広く保存されており、その欠損は発がん、神経変性、早期老化など、様々な病態の発現につながる。これまで、除去修復機構に関与する数々のタンパク質が同定され、詳細な生化学的解析に基づいて反応機構のモデルが提唱されている。一方、様々なタンパク質分子が実際にどのように相互作用しながら、長大なゲノムDNAに発生した損傷を効率よく、かつ確実に見つけ出して修復するのか、そのダイナミクスについては不明な点が多く残されている。
そこで、本研究では、真核生物(ヒト)のDNA修復において機能する各修復タンパク質がクロマチンDNAとどのように相互作用し、またそれらが協同的に損傷部位を認識し修復開始するのかを明らかにすることを目的とした。
平成24年度は、蛍光標識のためのヒトDNA修復タンパク質へのペプチドタグの挿入、部位特異的損傷DNA基質作製に用いるλファージベクターの大量作製、非損傷DNA上でのDNA修復タンパク質1分子のダイナミクスのイメージングを行った。

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

DNA修復タンパク質の蛍光標識法の改良により、DNA修復タンパク質のDNA上での1分子ダイナミクスを安定的に観察できるようになり、また部位特異的損傷DNA基質作製に不可欠なDNA基質を大量作製することができたため。

今後の研究の推進方策

これまで行ってきたDNA修復タンパク質の蛍光標識、DNA修復タンパク質の非損傷DNA上での1分子ダイナミクスのイメージングを継続する。また、部位特異的に損傷を挿入した基質DNA、ヌクレオソームDNAでも同様に実験を行う。さらに、複数のDNA修復タンパク質の1分子ダイナミクスの同時観察を行う。

次年度の研究費の使用計画

試薬等研究に日常的に使用する物品のほか、研究実施場所を異動したことにともない研究に必要となった備品等を購入する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Single-molecule imaging of the oligomer formation of the non-hexameric Escherichia coli UvrD helicase2013

    • 著者名/発表者名
      Yokota, H., Chujo, Y., and Harada, Y.
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 104 ページ: 924-933

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2013.01.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding of hairpin pyrrole and imidazole polyamides to DNA: Relationship between torsion angle and association rate constants2012

    • 著者名/発表者名
      Han, Y. W., Matsumoto, T., Yokota, H., Kashiwazaki, G., Morinaga, H., Hashiya, K. Bando, T., Harada, Y. and Sugiyama, H.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 40 ページ: 11510-11517

    • DOI

      10.1093/nar/gks897

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time background-free selective imaging of fluorescent nanodiamonds in vivo2012

    • 著者名/発表者名
      Igarashi, R., Yoshinari, Y., Yokota, H., Sugi, T., Sugihara, F., Ikeda, K., Sumiya, H., Tsuji, S., Mori, I., Tochio, H., Harada, Y., and Shirakawa, M.
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 12 ページ: 5726-5732

    • DOI

      10.1021/nl302979d

    • 査読あり
  • [学会発表] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体でDNA を巻き戻す

    • 著者名/発表者名
      横田浩章, 原田慶恵
    • 学会等名
      日本生物物理学会第50回年会
    • 発表場所
      名古屋大学
  • [学会発表] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体でDNA を巻き戻す

    • 著者名/発表者名
      横田浩章, 原田慶恵
    • 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・マリンメッセ福岡
  • [学会発表] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体形成の1分子イメージング

    • 著者名/発表者名
      横田浩章, 原田慶恵
    • 学会等名
      2013年生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      広島大学
  • [学会発表] タンパク質1分子の動態計測―1分子直視と1分子顕微鏡開発―

    • 著者名/発表者名
      横田浩章
    • 学会等名
      名古屋大学理学研究科生命理学専攻セミナー
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質1分子の動態計測―1分子直視と1分子顕微鏡開発―

    • 著者名/発表者名
      横田浩章
    • 学会等名
      北海道大学理学研究院化学部門生物有機化学研究室セミナ
    • 発表場所
      北海道大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Single-molecule imaging of ATPase reactions catalyzed by a DNA helicase

    • 著者名/発表者名
      Yokota, H.
    • 学会等名
      Symposium on Hydration and ATP Energy
    • 発表場所
      ホテル岩沼屋(仙台市)
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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