生命を維持するＤＮＡ複製装置はどのように形成されてきたか～アーキア研究から迫る～

维持生命的DNA复制机器是如何形成的？～从古菌研究走近～

基本信息

批准号：
16J02633
负责人：
永田麻梨子
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

H30年度は超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisにおけるDNA複製進行機構についての解析を進めた。これまでの解析では、複製ヘリカーゼMCMはGINSによって活性促進が見られるものの、GAN/Cdc45はヘリカーゼ活性に影響を与えなかった。また、GINSはMCM、GANだけでなく、複製ポリメラーゼ(PolDと推定される)との結合が見られている一方で、PolDとMCM、GANとの結合は検出できていない。PolD存在下でのGAN-MCM-GINS複合体 (GMG)のヘリカーゼとしての機能を調べたところ、PolDとMCMがGINSを介して相互作用することで、MCMのATPase/ヘリカーゼ活性が促進されることを発見した。これは、GMGとPolDが機能的なレプリソーム構成因子であることを示している。T. kodakarensisのgan遺伝子欠損株は高温致死を示すことを以前報告したが (Nagata et al. 2017)、リコンビナントタンパク質を用いたin vitroにおけるヘリカーゼと融合させた高温DNA合成反応もまた、GMG-PolDにおいて機能し、T. kodakarensisの生育温度範囲である60-90°Cにおいて再現ができたことから、in vitro高温DNA複製系の確立にとってGANは重要な役目を果たすと考えられる（Nagata et al. in preparation）。また、DNA複製進行中に露出した一本鎖DNAを保護すると考えられるReplication protein A(RPA)とレプリソーム構成因子の相互作用を調べたところ、PolDとの特異的な相互作用およびPolDのDNA合成活性の促進が見られた。この促進は、RPAが鋳型DNAの二次構造をほどくことで、PolDのDNA合成活性を補助する働きにも由来すると考えられる（Nagata et al. 2019）。

在2018年，我们对高疗法kodakarensis中DNA复制进展的机理进行了分析。先前的分析表明，循环促进了复制解旋酶MCM，但GAN/CDC45对解旋酶活性没有影响。此外，虽然杜松子是显示与MCM和GAN的结合，还与复制性聚合酶（假定为Pold）结合，但尚未检测到Pold和McM和GAN之间的结合。当我们研究了POLD的存在时GAN-MCM-纤维复合物（GMG）的解旋酶功能时，我们发现POLD和MCM之间通过GINS之间的相互作用促进了MCM的ATPase/Helicase活性。这表明GMG和POLD是功能性重置成分。 We previously reported that a strain of T. kodakarensis gan gene deficient exhibits high temperature lethality (Nagata et al. 2017), but GAN plays an important role in the establishment of high temperature DNA replication systems in vitro using recombinant proteins, as well as a reaction to helicase fused to in vitro, functioning in GMG-PolD and was able to replicate at 60-90°C, the growth temperature range for T. kodakarensis，使得在体外建立高温DNA复制系统方面可以发挥重要作用（Nagata等人的制备中）。此外，当我们研究复制蛋白A（RPA）之间的相互作用，该复制蛋白A（RPA）被认为可以保护在DNA复制过程中暴露的单链DNA时，我们发现这是与Pold的特定相互作用和促进Pold的DNA合成活性。该促进被认为是由于RPA通过解锁模板DNA的二级结构来帮助POLD的DNA合成活性的作用（Nagata等人，2019）。

项目成果

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专利数量（0）

Atomic structure of an archaeal GAN suggests its dual roles as an exonuclease in DNA repair and a CMG component in DNA replication.

DOI：
10.1093/nar/gkw789
发表时间：
2016-11-02
期刊：
Nucleic acids research
影响因子：
14.9
作者：
Oyama T;Ishino S;Shirai T;Yamagami T;Nagata M;Ogino H;Kusunoki M;Ishino Y
通讯作者：
Ishino Y

Euryarchaea-specific RecJ-like protein may work in stalled fork repair with Hef.

广古菌特异性 RecJ 样蛋白可能在 Hef 修复停滞叉中发挥作用。

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mariko Nagata;Sonoko Ishino;Takeshi Yamagami;Jan-Robert Simons,Tamotsu Kanai;Haruyuki Atomi;and Yoshizumi Ishino.
通讯作者：
and Yoshizumi Ishino.

超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisの複製ヘリカーゼ複合体に関する研究～GAN (Cdc45/RecJ) -GINSの相互作用を中心にして～

超嗜热古菌Thermococcus kodakarensis复制解旋酶复合物的研究~聚焦GAN (Cdc45/RecJ)-GINS相互作用~