DNA屈曲因子の新たな分子動態解明から切り開く新たな細胞周期像の創出

通过阐明 DNA 弯曲因子的新分子动力学创建新的细胞周期图景

基本信息

批准号：
21K19233
负责人：
片山勉
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19233/
关键词：
DNA複製 DnaA DNA屈曲複合体動態細胞周期

项目摘要

大腸菌IHFタンパク質は配列特異的にDNAに結合し鋭く屈曲させる。IHFによるDNA屈曲は、染色体の複製起点oriCにおける複製開始複合体の形成、核様体の構造形成、さらに多様な遺伝子の転写や部位特異的組換え反応の制御などに重要であり、IHFはグローバルな制御因子としての役割を持つ。しかしながら、これまでIHFは細胞周期の制御因子としては重要視されていなかった。代表者は、複製開始タンパク質DnaAの活性化因子DARS2を独自に発見していたが、さらにこの因子がIHFの結合/解離によって機能制御されることを最近見出した。DARS2はIHFとFisの両方の同時結合によって活性化される。Fis はIHFと同様にグローバルな制御因子として知られるDNA結合因子である。本計画は、この独自発見を基盤にし、IHFの細胞周期制御における役割を新たに理解にすることを目的とする。昨年度（2021年度）の成果として、DARS2-Fisの適時的な結合/解離の制御メカニズムの解明がある（論文発表済み）。そしてこのメカニズムはDARS2-IHFの適時的な結合/解離の制御メカニズムとは独立にはたらくことがわかった。よって計画にしたがい昨年度に引き続き2022年度でもIHF結合/解離の制御因子の探索を進めた。特にDARS2-IHF複合体の解離を定量的に解析できる生化学的実験系を新たに構築して、大腸菌粗抽出液から目的の活性因子の精製を進めた。並行して細胞内のDARS2を不活性化させる因子を遺伝学的に探索するための実験系を新たに開発した。そしてこの系を用いても探索を進めている。さらに細胞周期制御に重要となる、DARS2以外の遺伝子領域におけるIHF結合やその制御機構についても解析している。これらについては学会等で発表した。

大肠杆菌 IHF 蛋白以序列特异性方式与 DNA 结合，导致其急剧弯曲。 IHF引起的DNA弯曲对于复制起始复合物在染色体复制起点oriC的形成、核仁结构的形成以及各种基因转录和位点特异性重组反应的控制具有重要作用。作为控制因素。然而，迄今为止，IHF 尚未被认为是重要的细胞周期调节剂。该代表最初发现了复制起始蛋白DnaA的激活剂DARS2，最近发现该因子的功能受IHF的结合/解离调节。 DARS2 通过同时结合 IHF 和 Fis 来激活。 Fis 与 IHF 一样，是一种 DNA 结合因子，被称为全局调节因子。该项目旨在以这一独特发现为基础，并对 IHF 在细胞周期控制中的作用有新的认识。去年（2021年）的成果之一是阐明了DARS2-Fis及时结合/解离的控制机制（论文发表）。发现该机制独立于控制 DARS2-IHF 及时结合/解离的机制而工作。因此，按照计划，我们在2022财年继续寻找控制IHF结合/解离的因素，从去年开始。特别是，我们构建了一个新的生化实验系统，可以定量分析 DARS2-IHF 复合物的解离，并从大肠杆菌粗提取物中纯化所需的活性因子。与此同时，我们开发了一个新的实验系统，从基因角度寻找使细胞中 DARS2 失活的因素。我们也在利用这个系统进行探索。此外，我们还分析了 DARS2 以外的基因区域中的 IHF 结合，这对于细胞周期控制及其调控机制很重要。这些结果在学术会议和其他会议上发表。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

大腸菌の核様体蛋白質IHFはゲノム複製開始時期において複製開始点oriCと特異的に結合する

大肠杆菌核蛋白 IHF 在基因组复制起始过程中特异性结合复制起点 oriC。

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
加生和寿;大島　拓;Onuma Chumsakul;中村健介;深町和貴;片山　勉
通讯作者：
片山　勉

大腸菌の複製開始蛋白質DnaA の活性化を促す核様体蛋白質との相互作用における機能構造解析

与促进大肠杆菌复制起始蛋白 DnaA 激活的核蛋白相互作用的功能结构分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
三善賢弥;加生和寿;片山勉
通讯作者：
片山勉

Regulation of replication initiation timing by timely binding and dissociation of the nucleoid protein IHF in Escherichia coli

通过及时结合和解离大肠杆菌中的核蛋白 IHF 来调节复制起始时间

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazutoshi Kasho; Taku Oshima; Onuma Chumsakul; Kensuke Nakamura; Kazuki Fukamachi; Kazuyuki Fujimitsu;Tsutomu Katayama
通讯作者：
Tsutomu Katayama

バクテリア界における染色体複製起点の開裂反応の共通原理：核様体タンパク質HUとDnaAに依存した複製起点開裂の分子機構

细菌界染色体复制起点切割反应的共同原理：复制起点切割依赖于核蛋白HU和DnaA的分子机制