Roles and their molecular mechanisms of replication barrier zones programmed on chromosome for genome stability maintenance

染色体上编程的复制屏障区在维持基因组稳定性中的作用及其分子机制

• 批准号: 21K06120
• 负责人: 秋山 昌広
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06120/
• 关键词: 複製阻害; 複製ストレス; ヌクレオチド欠乏; チミン飢餓死; ゲノム安定化; 染色体構造解析; 人工染色体; 染色体構造タンパク質; ゲノム不安定化; 染色体構造; プログラム複製阻害; ゲノム安定性

複製フォークはDNAを複製しながらゲノム上を進行する。この時、複製フォークでは、DNAポリメラーゼがチミンを含む4種類の基質を重合してDNAを合成する。チミンの欠乏状態では、この酵素反応の基質が一つ不足するために、複製フォークの進行が阻害される。それだけでなく、細胞が迅速に、かつ、急激に生存力を失う「チミン飢餓死」という現象を生じる。チミン飢餓死は今から60年以上前に発見され、この現象を起こす抗菌剤や抗がん剤が医療現場で長年広く使用されている。しかし、細胞内の複製フォークの動態が、微生物でも真核生物でもゲノム全体のレベルで明らかでないため、未だにチミン飢餓死のメカニズムは謎のままである。研究代表者は、チミン不足の大腸菌細胞で、複製フォーク進行がゲノムのどの位置でも同じように阻害されるのではなく、複製開始点oriCの両側近傍に位置する約200kbのゲノム領域（複製遅延領域FTZ: Fork Trapping Zone）で高頻度にに阻害されることを見出した。さらに、これらの二つのFTZで囲まれたoriC周辺領域はチミン飢餓死で消失するゲノムDNA領域と一致した。そこで、本研究では、「チミン不足時に、選択的にFTZで複製フォークの進行を阻害する仕組みと、その役割は何か」というオリジナルな問いに対する答えを明らかにして、チミン飢餓での複製阻害とゲノム不安定化のメカニズムの解明を目指す。これまでに、oriC左側のFTZ領域(L-FTZ)のコア領域を含む人工染色体(L-FTZ人工染色体)を構築した。また、複製フォークの解析を進めるために、このL-FTZ人工染色体を大腸菌の複製タンパク質を用いてセルフリー複製したり、大腸菌細胞内で安定に維持したりすることができた。さらに、複製フォークの動態をより詳細に解析するために、DNAポリメラーゼのゲノム分布を決定できる実験系を新たに構築した。

Copy the DNA. Copy the copy. The copy is running on the server. At the same time, copy the DNA file, and the DNA file contains the same number of basic information as well as the synthesis of the data. There is a lack of status in the system, and the enzyme anti-enzyme system is not enough to prevent the damage. There is a sudden loss of survivability, a sudden loss of viability, a sudden death, and a sudden death. Today, more than 60 years ago, people began to use antibacterials, antibiosis, antibacterials, antibacterials, antibiosis, antibacterials, antibiotics, drugs, medicine, medicine and medicine. In vivo, in vivo, in eukaryotes, in eukaryotes, in microorganisms, in eukaryotes, in vivo, in eukaryotes, in eukaryotes. The representative of the study, the number of bacteria in the cell, the location of the copy, the location of the oriC, the location of the start of the copy, the location of the 200kb, the field of replication (FTZ: Fork Trapping Zone), the location of the copy, the starting point of the copy, the location of the starting point, the starting point, the location of the starting point, the location of Both FTZ and DNA domains are in agreement with each other in terms of the number of oriC domains. In this study, during the period of insufficient use, the selected FTZ copy was used to prevent the health care of the staff, and in service, how did you do it? do you know what to do? To the left of oriC, the FTZ field (L-FTZ) contains artificial chromosomes (L-FTZ artificial chromosomes). L-FTZ artificial chromosomes, clones, and clones. Copy

项目成果

大腸菌ゲノムは、低濃度チミジンに依存してDNA複製をoriC近傍で一時停止するようにプログラムされている

大肠杆菌基因组被编程为依赖低浓度的胸苷来暂停 oriC 附近的 DNA 复制

• 发表时间: 2021
• 作者: 秋山昌広;高橋弘喜;大島 拓
• 通讯作者: 大島 拓

大腸菌ゲノムのoriC近傍にプログラムされた低濃度チミジンでの複製停止

大肠杆菌基因组中 oriC 附近编程的低浓度胸苷导致复制终止

• 发表时间: 2021
• 作者: 秋山昌広 ;大島拓
• 通讯作者: 大島拓