染色体複製開始における超分子構造の分子内クロストーク

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24870021
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 川上 広宣 九州大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (50403952)
• 研究期間 (年度): 2012-08-31 – 2014-03-31
• キーワード: 染色体複製 / ORC / 多量生産システム / 多コピーサプレッサー / 情報解析

研究概要

染色体DNA複製は細胞が正常に増殖するためのまさに基盤である。研究代表者は、染色体上の複製起点を認識する出芽酵母ORC蛋白複合体が特異的に構造変化するモデルを構造生物学的に提唱し、ORC構成サブユニット間で特定の条件下におこる特異的な相互作用を見いだしている。昨年度はこの相互作用に必須な領域をアミノ酸レベルで同定し、同定したアミノ酸が細胞増殖にも必須であることを見いだした。本年度は従来のバキュロウィルスを用いたORC多量生産システムの構築・維持が律速・煩雑であるという問題に対処するため、動物細胞のトランスフェクションを用いたシステムに転換した。これと並行して、同定したアミノ酸に変異を持つorc変異株の多コピーサプレッサーを探索し、これまでに有望な遺伝子を複数同定した。更に、昨年度行った情報学的アプローチを発展させ、出芽酵母を含めたほとんどの生物種で保存される特異的モチーフ群を見いだした。このモチーフに変異を持つ大腸菌は染色体複製開始が異常となったため、染色体複製開始を制御する新たなキープレーヤーを見いだした可能性がある。

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] Cryo-EM structure of a helicase loading intermediate containing ORC-Cdc6-Cdt1-MCM2-7 bound to DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Sun, J., Evrin, C., Samel, S.A., Fernandez-Cid, A., Riera, A., Kawakami, H., Stillman, B., Speck, C., and Li, H.
  • 雑誌名: Nature Structural and Molecular Biology 巻: 20 ページ: 944-951
  • DOI: doi: 10.1038/nsmb.2629
  • 査読あり
• [雑誌論文] A replicase clamp-binding dynamin-like protein promotes colocalization of nascent DNA strands and equipartitioning of chromosomes in E. coli (2013)
  • 著者名/発表者名: Ozaki, S., Matsuda, Y., Keyamura, K., Kawakami, H., Noguchi, Y., Kasho, K., Nagata, K., Masuda, T., Sakiyama, Y., and Katayama, T.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 4 ページ: 985-995
  • DOI: doi: 10.1016/j.celrep.2013.07.040
  • 査読あり
• [学会発表] 大腸菌の増殖に必須な新奇非コード配列 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川上広宣、土田愛海、末次正幸、加生和寿、片山 勉
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究（研究領域提案型）ゲノムを支える非コードDNA領域の機能 公開シンポジウム「インターメアによる染色体制御機構」
  • 発表場所: 東京大学山上会館
  • 年月日: 20140108-20140109
• [学会発表] 大腸菌染色体の非コードDNA領域に存在し、細胞増殖に必須な新奇機能性配列ELIXIR (2013)
  • 著者名/発表者名: 川上広宣、土田愛海、末次正幸、片山勉
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会ワークショップ1AW4「ウェット個別研究とドライ研究の実践的超融合～新しい分子生物学のあり方を模索する」（オーガナイザー：川上広宣、加藤 護）
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場、神戸ポートピアホテル
  • 年月日: 20131203-20131206
  • 招待講演
• [学会発表] 出芽酵母Orc1の構造変化特異的Orc6結合に必要な残基の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川上広宣、片山 勉
  • 学会等名: 第22回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • 発表場所: ホテルニュー水戸屋（仙台市）
  • 年月日: 20131120-20131122
• [学会発表] Computational search for exceptional DNA elements at extremely long, intergenic regions in E. coli chromosome (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, H., Tsuchida, A., Katayama, T.
  • 学会等名: 日本バイオインフォマティクス学会2013年年会・第2回生命医薬情報学連合大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（江戸川区）
  • 年月日: 20131029-20131031
• [学会発表] 真核生物染色体DNA複製における最初期過程の構造生物学的・生化学的基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川上広宣 、片山 勉 、Bruce Stillman
  • 学会等名: 第25回微生物シンポジウム
  • 発表場所: 静岡県立大学（駿河区）
  • 年月日: 20130906-20130907
• [学会発表] 大腸菌染色体上に点在する長い遺伝子間領域の体系的欠失解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土田愛海、川上広宣、末次正幸、片山 勉
  • 学会等名: 第１０回２１世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 伊豆市
  • 年月日: 20130620-20130621
• [学会発表] 精製組み換え蛋白質を用いて再構成した出芽酵母複製前複合体(pre-RC)の染色体複製開始における機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川上広宣、片山勉、Bruce Stillman
  • 学会等名: 平成２５年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀県本庄町）
  • 年月日: 20130518-20130519
• [備考] 分子生物薬学研究業績
  • URL: http://bunsei.phar.kyushu-u.ac.jp/BUNSEI-GYOUSEKI.html