Biochemical characterization of sister chromatid cohesion

姐妹染色单体凝聚力的生化特征

• 批准号: 22H02550
• 负责人: 村山 泰斗
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02550/
• 关键词: 姉妹染色分体間接着; 染色体分配; コヒーシン; 生化学

細胞分裂における正確な染色体の分配は、染色体ペアの間に形成される接着構造に依拠する。コヒーシンはリング構造のATPase複合体で、リング内にDNAを通すトポロジカルDNA結合を介して接着を形成すると考えられている。接着はDNA複製の最中に形成されることが知られるが、その形成メカニズム及び接着の分子構造は未だ不明である。本研究は、精製した出芽酵母のコヒーシン及びDNA複製因子を用いて、複製に共役した接着形成過程を試験管内で再構築することで、その分子機構の解明を目指すものである。2022年度は、コヒーシンとDNA複製反応を共役させ、その応答について詳細に解析した。まず DNA複製に対するコヒーシンの影響を調べるため、複製開始点を持つ環状の基質DNAにコヒーシンを先にローディングさせ、次に複製反応を行ったところ、複製反応そのものにコヒーシンは影響が見られなかった。この反応後、免疫沈降法でコヒーシンを回収し結合DNAを解析したところ、コヒーシンは複製が完了した産物と結合し続けていたことが判明した。改変コヒーシンを用いた解析から、複製DNAとの結合はコヒーシンのリング構造に依拠するトポロジカル結合を介することがわかった。一方で、複製反応後にコヒーシンを添加した場合は、複製DNAとの結合量は大幅に低下した。興味深いことに、出芽酵母の代わりに分裂酵母のコヒーシンを用いた場合でも、同様の結果が得られた。これらから、コヒーシンがDNAに結合し続けた状態で、DNA複製反応は開始から完了まで起こったと結論した。

细胞分裂中染色体的精确分布取决于染色体对之间形成的粘附结构。粘蛋白是一种环结构的ATPase复合物，被认为通过将DNA传递到环的拓扑DNA结合形成粘附。已知在DNA复制过程中形成粘附，但其形成的机理和粘附的分子结构仍然未知。这项研究旨在通过重建使用纯化的粘着素和糖酵母在试管中的糖含量的粘附蛋白和DNA复制因子结合复制的粘附形成过程来阐明分子机制。在2022年，将粘着蛋白与DNA复制反应结合在一起，并详细分析了反应。首先，为了研究粘着蛋白对DNA复制的影响，首先将粘着蛋白加载到具有复制的起源的圆形底物DNA中，然后进行复制反应，并且对复制反应本身没有影响粘蛋白。反应后，通过免疫沉淀收集粘蛋白并分析结合DNA，发现粘着蛋白继续与已复制的产物结合。使用修饰的粘着素的分析表明，与复制的DNA结合是通过拓扑结合，这依赖于粘着蛋白的环结构。另一方面，当复制反应后添加粘着蛋白时，与复制DNA的结合量显着降低。有趣的是，当使用裂变酵母粘着蛋白而不是发芽酵母时，获得了类似的结果。从这些结论可以得出结论，DNA复制反应是从开始到完成的，粘着蛋白继续与DNA结合。

项目成果

Cohesin’s response to DNA replication in vitro

Cohesin 对体外 DNA 复制的反应

• 发表时间: 2022
• 作者: Deguchi A;Watanabe-Takahashi M;Mishima T;Omori T;Ohto U;Arashiki N;Nakamura F;Nishikawa K;Maru Y.;Yasuto Murayama
• 通讯作者: Yasuto Murayama

Real-time structural imaging of the chromosomal cohesin complex

染色体粘连蛋白复合物的实时结构成像

• 发表时间: 2022
• 作者: Yumiko Kurokawa;Yasto Murayama.
• 通讯作者: Yasto Murayama.