リバースジャイレースによるゲノム構造制御と極限環境への適応

通过反向旋转酶控制基因组结构和适应极端环境

• 批准号: 22K15083
• 负责人: 竹俣 直道
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-22K15083/
• 关键词: DNA超らせん; リバースジャイレース; トポイソメラーゼ; アーキア; 超好熱菌; 染色体構造

超好熱菌に特異的に存在するリバースジャイレース(RG)は、単独でDNAに正の超らせんを導入できる唯一のトポイソメラーセである。RGは超好熱菌の高温適応に重要な因子だと考えられているが、この適応機構の詳細は長年謎に包まれている。本研究は、RGによる超らせん制御がより高次のゲノム構造や一本鎖DNA構造にどう影響するか、そしてそれが超好熱菌の高温適応にどう関わるかをDNAシーケンシング技術によって解明する。今年度の進行状況は以下のとおりである。Thermococcus kodakarensisの野生株およびRG破壊株を野生株の至適生育温度である85度で培養し、3C-seqにより各株の染色体構造を解析した。RG破壊株では近距離（<100 kb）相互作用の減少が観察されたが、全体としては大きな染色体構造変化は観察されなかった。続いて、RG破壊株が生育阻害を示す95度で野生株およびRG破壊株を培養し、3C-seqにより各株の染色体構造を解析した。すると、野生株では長距離（>100 kb）相互作用の増加や特定の遺伝子ペア間の相互作用増加など、様々な染色体構造変化が一過的に起こることがわかった。また、このような構造変化はRG破壊株においてより顕著に観察された。以上の結果は、RGが高温ストレスによって引き起こされる染色体高次構造変化の抑制に関わることを示唆している。

Super hot fungus に special に exist す る リ バ ー ス ジ ャ イ レ ー ス (RG) は, 単 で に DNA alone is の ら せ ん を import で き る only の ト ポ イ ソ メ ラ ー セ で あ る. RG は ultra high temperature hot bacteria の optimum 応 に important factor な だ と exam え ら れ て い る が, こ の optimum 応 institutions の detailed は elder mystery に package ま れ て い る. This study は, RG に よ る super ら せ ん suppression が よ り higher の ゲ ノ ム tectonic や a lock DNA structure に ど う influence す る か, そ し て そ れ が ultra high temperature hot bacteria の optimum 応 に ど う masato わ る か を DNA シ ー ケ ン シ ン グ technology に よ っ て interpret す る. The progress of とお this year is as follows とお とお である. Thermococcus kodakarensis wild strain およびRG broken 壊 strain を wild strain <s:1> to fertile temperature である85 degrees で で culture <s:1>, 3C-seqによ chromosome structure of each strain を analysis of た た. RG broken 壊 strains で は close (< 100 KB) interaction の reduce が 観 examine さ れ た が, all と し て は big き な chromosome structure - the は 観 examine さ れ な か っ た. 続 い て, RG 壊 strains が fertility resistance against を で す in 95 degrees of wild strains お よ び RG broken 壊 strains を し, 3 c - seq に よ り each plant の chromosome structure analytical し を た. す る と, wild strains で は long (> 100 KB) interaction の raised with や specific の heritage 伝 son ペ ア の interaction between rights and な ど, others 々 な of chromosome structural variations after が に up こ る こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0, <s:1> ような structural changes ような RG rupture 壊 plant にお てよ 顕 顕 に観 に観 observe された. の above results は, RG が high-temperature ス ト レ ス に よ っ て lead き up こ さ れ る chromosome higher order structure - the の inhibit に masato わ る こ と を in stopping し て い る.

项目成果

アーキアにおける染色体高次構造の制御とその意義

古细菌染色体构象的控制及其意义

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayato Hirai;Naomichi Takemata;Miki Tamura;Kunihiro Ohta;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道
• 通讯作者: 竹俣直道

SMC複合体を基盤としたアーキア染色体の構築機構

基于SMC复合体的古菌染色体构建机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayato Hirai;Naomichi Takemata;Miki Tamura;Kunihiro Ohta;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道
• 通讯作者: 竹俣直道

SMC複合体とバウンダリー因子によるアーキア染色体の構造化機構

SMC复合体和边界因素对古菌染色体的结构机制

• 发表时间: 2023
• 作者: Hayato Hirai;Naomichi Takemata;Miki Tamura;Kunihiro Ohta;竹俣直道
• 通讯作者: 竹俣直道

Archaeal Smc-ScpAB and the Xer recombinase create TAD-like structures

古菌 Smc-ScpAB 和 Xer 重组酶创建 TAD 样结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayato Hirai;Naomichi Takemata;Miki Tamura;Kunihiro Ohta;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道
• 通讯作者: 竹俣直道

Condensin-mediated organization of archaeal chromosomes

凝缩蛋白介导的古菌染色体组织

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayato Hirai;Naomichi Takemata;Miki Tamura;Kunihiro Ohta;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道;竹俣直道
• 通讯作者: 竹俣直道