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教科書には載っていない第3の生物"アーキア"における新規な遺伝情報維持機構の解明

阐明教科书上未描述的第三种生物“古细菌”中的新型遗传信息维持机制

基本信息

批准号：
20J10898
负责人：
鈴木匠爾
金额：
$ 1.34万
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：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10898/
关键词：
アーキア相同組換え分岐点移動ヘリカーゼ aLhr1

项目摘要

当該年度では、好熱性クレンアーキアSulfolobus acidocaldariusをモデル生物として、相同組換え中間体としていられているホリディ分岐構造DNA（Holliday junction）の分岐点移動ヘリカーゼの候補SacaLhr1を遺伝学的および生化学的に解析した。本年度では、DNAの取込みやすさの指標となる形質転換効率の評価も加え、再度alhr1遺伝子欠失株の相同組換えの起こりやすさを野生株を用いた場合と比較した。その結果、alhr1欠失株の相同組換え頻度は野生株に比べ約５倍低下していることを発見し、SacaLhr1は細胞内において相同組換え過程に関与していると結論づけた。さらに、時間経過に伴う反応産物を定量することで、SacaLhr1は人工オリゴヌクレオチドをアニーリングして作製したHolliday junction DNAに対して分岐点移動活性を示すことを発見した。しかしながら、本酵素に分岐点得意的なDNAへの結合能は確認されなかった。これまでの生化学的性質から、SacaLhr1はHolliday junction DNAの二本鎖DNA領域に結合し、二本鎖DNAに依存的なATP加水分解活性により二本鎖DNA上を分岐点へとトランスロケーションしていると考えられた。このSacaLhr1の二本鎖DNA上のトランスロケーションによりHolliday junction DNAの２つの二本鎖DNAの水素結合を不安定化させ、結果的にHolliday junction DNAをhalf junctionsへと変換する分岐点移動活性を示したと考えられた。遺伝学的・生化学的解析結果に基づいて、SacaLhr1が細胞内において相同組換え過程に関与し、特に形成されたHolliday juncitonの分岐点移動を担うヘリカーゼとして機能しているのではないかと予想した。

In this year, we will continue to analyze the molecular biology, molecular chemistry, and molecular biology of the same component, including its intermediate, Holliday junction, and molecular biology. This year, the index of DNA selection and the evaluation of the rate of physical transformation were increased and re-established. The results showed that the frequency of the same group of alhr1 plants was about 5 times lower than that of wild plants, and the same group of Sacalhr1 plants was related to the same group of plants. In addition, Sacalhr1 has demonstrated the activity of the artificial migration of the Holliday junction DNA to the divergent sites. The binding energy of the DNA fragment at the point of differentiation of this enzyme was confirmed. The biochemical properties of this enzyme are: SacaLhr1, Holliday junction DNA, two-dimensional DNA, ATP hydrolysis activity, two-dimensional DNA, etc. This study shows that Holliday junction DNA is unstable in the binding of water to the two-dimensional DNA of SacaLhr1, and that the resulting Holliday junction DNA is active in the migration of water to the two-dimensional DNA. The analysis results of genetics and biochemistry are related to the formation of Holliday junciton and the movement of branching points in the cell.