Coordination of chromosome behavior based on the replication of chromosomal 3D structure

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Chromosome Orchestration System
• Project/Area Number: 15H05975
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: ARAKI HIROYUKI 国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 特任教授 (20151160)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: DNA複製 / 染色体 / 細胞周期

Outline of Final Research Achievements

The in vitro DNA replication system was reconstituted from budding yeast purified proteins and optimized for analyses of chromosome dynamics. Using this reconstituted system, we have revealed a novel molecular mechanism of replication-origin loading of the pre-replicative complex at the initiation step of DNA replication, contribution of the interaction between DNA polymerase epsilon and GINS, a component of replicative helicase, to chromosomal DNA synthesis, and functional implication of the heterotetramer structure of the Sld3-Sld7 complex working for the initiation of DNA replication. We also established the in vitro system for pausing the replication forks and showed that DNA polymerase epsilon functions for pausing the replication fork.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

真核生物の複数の複製タンパク質の機能を明らかにし、染色体動態との繋がりとして、複製フォークが停止する機構を解明した。これらの学術的意義も大きいが、解析に用いたin vitro複製系を稼働させたことも大きな意義がある。この系は、世界でも限られた研究室でしか動いておらず、国内では我々のところだけであった。この系を用いては、姉妹染色体間を結びつけるコヒーシンの導入を共同研究により行うなど、他の研究グループの指導も行ったので、国内においてもより多くの研究者がin vitro複製系を使用し、それぞれの研究に役立てることを期待している。。