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ゲノムの構造と機能 組換えを介したゲノム動態制御

研究報告コード R990004302
掲載日 2001年2月6日
研究者
  • 柴田 武彦
研究者所属機関
  • 理化学研究所
研究機関
  • 理化学研究所
報告名称 ゲノムの構造と機能 組換えを介したゲノム動態制御
報告概要 近年、ゲノムは動的な存在であることが明らかになってきたが、この事実は老化やガン化や遺伝疾患にも深く係わる一方、遺伝の基本的な機構自体に関する再検討が必要となった。本研究では新技術の素材と結果予測・安全評価の理論基盤の提供を視野にいれ、「DNA鎖切断の導入・修復とゲノムの動態制御」「染色体レベルでのゲノム流動性・恒常性制御」「動物細胞株でのゲノム改変技術を研究した。ゲノム流動化の要因たるDNA鎖切断は生命活動では不可避的に生じ、組換えで修復される。組換えはDNAの再編成でゲノム流動化に、非自己DNA・変異の排除機構としてゲノムの恒常性維持機構としても働く。組換えの制御において染色体構造の挙動が果たす機能を追求しその一部を解明した。また、酵母からヒトまで保存されている組換え蛋白群・染色体の挙動・分子反応と酵母変異体の表現型を手がかりに、酵母~ヒトのシストランスに作動する因子群を研究し、その要めに働くMre11蛋白の独立した2つの機能ドメインの存在とそれぞれの機能を解明した。
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研究分野
  • 遺伝子操作
  • 分子・遺伝情報処理
  • 遺伝子発現
  • 遺伝学研究法
  • 生物科学研究法一般
関連発表論文 (1)Furuse, M., Nagase, Y., Tsubouchi, H., Murakami-Murofushi. K., Shibata, T. and Ohta, K. (1998) Distinct roles of two separable in vitro activities of yeast Mre11 in mitotic and meiotic recombination. EMBO J., 17, 6412-6425.
(2)Ohta, K., Wu, T.-C., Lichten, M. and Shibata. T. (1999) Competitive inactivation of a double-strand DNA break site involves parallel suppression of meiosis-induced changes in chromatin configuration. Nucleic Acids Res., 27, 2175-2180.
(3)Sonoda, E., Sasaki, M.S., Morrison, C., Yamaguchi-Iwai. Y., Takata. M. and Takeda, S. (1999) Sister chromatid exchanges are mediated by homologous recombination in vertebrate cells. Mol. Cell. Biol., 19, 5166-5169.
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(5) Rajesh, S., Ito, Y., Sakamoto, T., Iwamoto-Sugai, M., Shibata, T. and Kohno, T. (1999) "Ubiquitin binding interface mapping on yeast ubiquitin hydrolase by NMR chemical shift perturbation," Biochemistry, 38, 9242-9253.
(6)Aihara, H., Ito, Y., Kurumizaka, H., Yokoyama, S. and Shibata, T. (1999) "The N-terminal domain of the human Rad51 protein binds DNA: Structure and a DNA binding surface as revealed by NMR," J. Mol. Biol., 290, 495-504.
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(8)Yamada, T., Okuhara, K., Iwamatsu, A., Seo, H., Ohta, K., Shibata, T. and Murofushi, H. (2000) "p97 ATPase, an ATPase involved in membrane fusion, interacts with DNA unwinding factor (DUF) that functions in DNA replication " FEBS Lett., 466, 287-291.
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(11) Morrison C., Shinohara, A., Sonoda, E., Yamaguchi-Iwai, Y., Takata, M., Weichselbaum, R. R. and Takeda, S. (1999) ”The essential functions of human Rad51 are independent of ATP hydrolysis." Mol. Cell. Biol. 19: 6891-6897
(12) Yamaguchi-Iwai, Y., Sonoda, E., Sasaki, M. S., Morrison, C., Haraguchi, T., Hiraoka, Y., Yamashita, Y. M., Yagi, T., Takata, M., Price, C., Kakazu, N. and Takeda S. (1999) “Mre11 is essential for the maintenance of chromosomal DNA in vertebrate cells." EMBO J. 18: 6619-6629
(13)Takao, N., Kato, H., Mori, R., Morrison, C., Sonoda, E., Sun, X., Shimizu, H., Yoshioka, K., Takeda S. and Yamamoto, K. (1999) “Disruption of Atm in p53-null cells causes multiple functional abnormalities in cellular response to ionizing radiation." Oncogene 18: 7002-7009
(14)Morrison, C., Sonoda, E., Takao, N., Shinohara, A., Yamamoto, K. and Takeda, S. (2000) The controlling role of ATM in homologous recombinational repair of DNA damage. EMBO J. 19: 463-461.
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「ゲノムの構造と機能」研究代表者 柴田 武彦(理化学研究所)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 柴田 武彦. ゲノムの構造と機能 組換えを介したゲノム動態制御. 戦略的基礎研究推進事業 平成10年度 研究年報,1999. p.584 - 588.

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