ゲノム複製開始点の2重鎖DNAを特異的に開裂する蛋白質高次複合体のメカニズム

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細胞生物のゲノム複製は複製開始点の2重鎖DNAを特異的に開裂することで開始される。この反応はイニシエーター蛋白質が複製開始点上で形成する動的な高次複合体中で起こる。この高次複合体の形成様式と構造変化を理解することは、ゲノム複製開始反応とその制御メカニズムを解明する上で非常に重要である。そこで研究代表者は2重鎖DNA開裂反応の普遍原理を明らかにすることを研究目的とし、特に当面の目標として、超好熱性真正細菌由来の開始蛋白質(tmaDnaA)と複製開始点(tma-oriC)とで形成される高次複合体の形成様式とその制御についての理解を目指した。(1)tmaDnaA多量体形成に必要なtma-oriC最小機能領域及び、機能構造の同定についてtma-oriC最小機能領域を決定し、oriC開裂の基本となるモデルを提唱した。研究代表者は本研究成果を第80回日本遺伝学会大会において発表し、Best Papers賞を受賞した。本研究内容は、現在論文投稿準備中である。(2)tmaDnaA多量体形成のためのDnaA間相互作用解析についてtmaDnaA多量体の構造モデルに基づいてDnaA間相互作用に重要と思われるアミノ酸残基を複数予測した。このアミノ酸残基に変異をそれぞれ導入し、tmaDnaA変異体を構築し、生化学的解析を進めた。いくつかの変異体は多量体形成能を欠損していた。(3)ATP結合依存のtmaDnaA構造変化様式の解析についてDNase Iフットプリント解析を用いて、ATP結合依存の構造変化をモニターする方法を構築した。いくつかのtmaDnaA変異体はATP依存の構造変化能を欠損した。