荒木研究室・微生物遺伝研究室

真核生物染色体のDNA 複製機構とその細胞周期による調節

教員

 

Research Summary

真核生物の染色体DNAは、細胞周期のS期に一度だけ正確に複製され、娘細胞に分配されます。この機構により、遺伝情報は親から子に過不足無く正確に伝わります。真核生物のDNA複製は、染色体上に散在する複数の場所から開始し、その開始が細胞周期により厳密に制御されています。しかし、染色体DNA複製の開始がどのように行われ、どうしてS期のみに複製されるのか、その詳細はよく分かっていません。
本研究室ではこの問題に答えるため、出芽酵母を真核生物のモデル系として、染色体DNA 複製機構とその制御の研究を行っています。

(A)複製開始領域を決定するORC複合体は、ヌクレオソームとの相互作用を介して安定に複製開始領域に結合する。図はORC-ヌクレオソーム複合体のAFM像。(B) 複製開始のタイミングはSld3-Sld7-Cdc45 複合体が制御している。細胞内でこの複合体を過剰発現させる(図中“ON”)と複製のタイミングが異常を示し、late originの複製が早期に開始する(図中矢印)。

Selected Publications

Hizume K, Endo S, Muramatsu S, Kobayashi T, Araki H. DNA polymerase ε-dependent modulation of the pausing property of the CMG helicase at the barrier. Genes Dev. 2018 Oct 1;32(19-20):1315-1320.

Miyazawa-Onami M, Araki H, Tanaka S. Pre-initiation complex assembly functions as a molecular switch that splits the Mcm2-7 double hexamer. EMBO Rep. 2017 Oct;18(10):1752-1761.

Hizume K, Kominami H, Kobayashi K, Yamada H, Araki H. Flexible DNA Path in the MCM Double Hexamer Loaded on DNA. Biochemistry. 2017 May 16;56(19):2435-2445.

Itou H, Shirakihara Y, Araki H. The quaternary structure of the eukaryotic DNA replication proteins Sld7 and Sld3. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2015 Aug;71(Pt 8):1649-56.


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