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2015 年度 実績報告書

複製開始領域および新規な制御因子DARSとdatAにおける複合体の時空間動態制御

研究課題

研究課題/領域番号 26291004
研究機関九州大学

研究代表者

片山 勉  九州大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (70264059)

研究分担者 阿部 義人  九州大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (60315091)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード遺伝子 / ゲノム / 細菌 / 蛋白質 / 分子機械 / 高次複合体 / DNA複製
研究実績の概要

まず、新規に創出した、特異的なDNA配列に結合するキメラDnaAを活用した複製開始複合体の構造動態解明については、昨年度に主要なデータが得られたためこれに基づき更に解析を進め、開始複合体内でのDnaA多量体の配向様式を初めて解明した。これはJ. Biol. Chem.誌に論文発表した。さらに本年度はキメラDnaAを更に活用し、2重鎖開裂反応、およびDnaB装着反応を詳細に検討し、新規で重要なデータが得られた。これらについては学会発表し、その一部は優秀発表賞(日本遺伝学会Best Papers賞等)に選ばれた。論文執筆も進めている。加えてDnaA多量体形成の促進機構およびDnaA-DnaB結合の双方を阻害する新たな蛋白質因子を発見した。これはFront Microbiol誌に論文発表した。
また、酵母ORCの主要サブユニットOrc1の部位特異的変異体を多数作成し、in vivoおよびin vitroで機能解析した結果、複製起点の認識に必須となる新たな機能モチーフを見いだした。これはSci Rep誌に論文発表した。この過程で酵母ORCの効率的な精製法も開発した(Front Microbiol誌に論文発表)。
RIDAを制御するHda活性化制御の分子機構解析のため、昨年度の解析結果に基づき、数種のHda変異体を作成し予備検討した上で重要なものに絞り、詳細にin vitro再構成系を用いて機能解析した。
さらに、複製起点oriC, datA (DDAH機能をもつDNA因子)、およびDARS-DNA因子におけるヒストン様因子の結合解離の分子機構解明のため、昨年度の解析結果に基づき、大腸菌粗抽出液から生化学的手法によってヒストン様因子結合阻害活性の精製を進めた。昨年度に直面したテクニカルな問題はほぼ解決し、阻害因子の同定のため重要な情報が得られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度の研究計画については、ほとんど計画通り達成され、その成果を計画の2年度目にして定評のある国際誌に論文として発表できたほか、国内学会でも高く評価された。これらをもとに新たに共同研究として発展している課題もある(学会発表済み)。他にも重要な結果が得られている研究が複数あり、総合して計画以上に発展していると言える。

今後の研究の推進方策

全体的に順調に進んでいるので、今後も計画に従って進行させる。最終となる3年度目については、実験計画の進行とともに論文発表にもより注力してゆく。ただ一部の高額な実験装置が老朽化し故障しやすくなっている。消耗品の節約に更につとめてできれば早期に機器を更新するよう進めたい。

次年度使用額が生じた理由

主な理由は、2015年度末頃(2016年2月)にオープンアクセスジャーナルに論文が採択され、その掲載料を振り込んだが、その分の科研費(基金分)からの引き落としが2015年度内でなく2016年度になったため。

次年度使用額の使用計画

上記の論文掲載料として使用する。残額は計画の実行に必要な消耗品として有効に利用する

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The Escherichia coli cryptic prophage protein YfdR binds to DnaA and initiation of chromosomal replication is inhibited by overexpression of the gene cluster yfdQ-yfdR-yfdS-yfdT2016

    • 著者名/発表者名
      Noguchi, Y. and Katayama, T.
    • 雑誌名

      Front. Microbiol.

      巻: 7: 239 ページ: 1-21

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.00239

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid purification and characterization of mutant origin recognition complexes in Saccharomyces cerevisiae2016

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, H., Ohashi, E., Tsurimoto, T., and Katayama, T.
    • 雑誌名

      Front. Microbiol.

      巻: 7: 521 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.00521

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Arg fingers of key DnaA protomers are oriented inward within the replication origin oriC and stimulate DnaA subcomplexes in the initiation complex2015

    • 著者名/発表者名
      Noguchi, Y., Sakiyama, Y., Kawakami, H., and Katayama, T.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 290 ページ: 20295-20312

    • DOI

      10.1074/jbc.M115.662601

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Specific binding of eukaryotic ORC to DNA replication origins depends on highly conserved basic residues2015

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, H., Ohashi, E., Kanamoto, S., Tsurimoto, T., and Katayama, T.
    • 雑誌名

      Sci. Rep

      巻: 5: 14929 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/srep14929

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 大腸菌の複製開始複合体によるDNAヘリカーゼの装着制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      野口泰徳, 片山 勉
    • 学会等名
      2015年度遺伝研研究会「単細胞の細胞構築・運動・増殖機構の研究」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(三島市)
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 核様体因子IHF による複製開始制御ゲノム因子の統合制御2016

    • 著者名/発表者名
      片山 勉, 加生和寿, 大島 拓
    • 学会等名
      第10回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-04 – 2016-03-05
  • [学会発表] 大腸菌の複製開始複合体とその制御複合体が描き出す多彩な構造動態2015

    • 著者名/発表者名
      片山 勉, 加生 和寿, 野口泰徳, 﨑山友香里, 村谷周悟, 毛谷村 賢司, 川上 広宣
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートピア(神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 大腸菌染色体datA領域による複製開始蛋白質DnaAの不活性化機構はDNA超らせん構造依存的に制御される2015

    • 著者名/発表者名
      加生 和寿, 田中宏幸, 片山 勉
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートピア(神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 大腸菌細胞周期におけるDnaBヘリカーゼの開始複合体への結合タイミングの解析2015

    • 著者名/発表者名
      村谷周悟, 加生 和寿, 毛谷村 賢司, 片山 勉
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートピア(神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 複製開始を促進するDNA因子DARS2(DnaA-Reactivating Sequence 2)の染色体上における位置の重要性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      井上祐希江, 田中宏幸, 藤光 和之, 加生 和寿, 片山 勉
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートピア(神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] ゲノミクス的アプローチによる出芽酵母ORC制御因子の探索2015

    • 著者名/発表者名
      川西智人, 川上 広宣, 片山 勉
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートピア(神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 大腸菌複製起点で形成される DNA 開裂複合体の中枢構造と制御機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      﨑山友香里, 野口泰徳, 川上広宣, 片山 勉
    • 学会等名
      第23回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
    • 発表場所
      焼津グランドホテル(焼津市)
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-21
  • [学会発表] 染色体複製起点への装着の前後にDnaBへリカーゼが開始因子DnaAタンパク質と行う相互作用の分子機構2015

    • 著者名/発表者名
      片山 勉, 赤間勇介, 西村昌洋, 村谷 周悟, 尾﨑 省吾, 加生和寿, 川上広宣
    • 学会等名
      第23回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
    • 発表場所
      焼津グランドホテル(焼津市)
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-21
  • [学会発表] ORCによるDNA認識機構とその多様性2015

    • 著者名/発表者名
      川上 広宣, 大橋 英治, 金本祥太, 釣本 敏樹, 片山 勉
    • 学会等名
      第23回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
    • 発表場所
      焼津グランドホテル(焼津市)
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-21
  • [学会発表] 大腸菌の複製起点における複製開始複合体の形成と複製タイミング調節因子の集合の動的な制御2015

    • 著者名/発表者名
      加生和寿, 村谷 周悟, 毛谷村 賢司, 片山 勉
    • 学会等名
      第23回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
    • 発表場所
      焼津グランドホテル(焼津市)
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-21
  • [学会発表] 大腸菌染色体上のdatAによるDnaA不活性化の新たな制御:DNA超らせん構造による促進2015

    • 著者名/発表者名
      加生和寿, 田中宏幸, 片山 勉
    • 学会等名
      第15回九州大学薬学研究院若手セミナー
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-08
  • [学会発表] 大腸菌の染色体複製起点におけるDnaBヘリカーゼの装着と運動特性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      片山 勉, 赤間勇介, 宮崎恵里加, 西村昌洋, 村谷 周悟, 尾﨑 省吾, 加生和寿, 川上広宣
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第3回領域全体会議
    • 発表場所
      金沢商工会議所会館(金沢市)
    • 年月日
      2015-06-10 – 2015-06-12
  • [学会発表] DnaBヘリカーゼ通過による複製開始複合体の解離は一本鎖 DNA 結合タンパク質SSB に依存する2015

    • 著者名/発表者名
      赤間勇介, 尾﨑 省吾, 川上 広宣, 片山 勉
    • 学会等名
      第12回 21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      琵琶湖グランドホテル(大津市)
    • 年月日
      2015-06-04 – 2015-06-05
  • [学会発表] DNA複製を開始するDnaA 複合体の二重鎖開裂における機能構造動態2015

    • 著者名/発表者名
      崎山友香里, 野口泰徳, 川上 広宣, 片山 勉
    • 学会等名
      第12回 21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      琵琶湖グランドホテル(大津市)
    • 年月日
      2015-06-04 – 2015-06-05
  • [学会発表] 大腸菌の染色体複製起点上のDnaA 分子の配向性解析2015

    • 著者名/発表者名
      野口泰徳, 崎山友香里, 川上 広宣, 片山 勉
    • 学会等名
      平成27年度 日本生化学会九州支部例会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2015-05-16 – 2015-05-17
  • [学会発表] 出芽酵母ORC の特異な染色体認識様式2015

    • 著者名/発表者名
      川上 広宣, 大橋 英治, 釣本 敏樹, 片山 勉
    • 学会等名
      平成27年度 日本生化学会九州支部例会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2015-05-16 – 2015-05-17
  • [備考] 九州大学薬学研究院分子生物薬学分野

    • URL

      http://bunsei.phar.kyushu-u.ac.jp/

  • [備考] 九州大学研究者情報_片山 勉

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K001101/index.html

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公開日: 2017-01-06  

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