記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s00792-018-1070-3

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

In Eukarya and Archaea, the lagging strand synthesis is accomplished mainly by three key factors, DNA polymerase (Pol), flap endonuclease (FEN), and DNA ligase (Lig), in the DNA replication process. These three factors form important complexes with proliferating cell nuclear antigen (PCNA), thereby constructing a platform that enable each protein factor to act successively and smoothly on DNA. The structures of the Pol-PCNA-DNA and Lig-PCNA-DNA complexes alone have been visualized by single particle analysis. However, the FEN-PCNA-DNA complex structure remains unknown. In this report, we for the first time present this tertiary structure determined by single particle analysis. We also successfully visualized the structure of the FEN-Lig-PCNA-DNA complex, corresponding to a putative intermediate state between the removal of the DNA flap by FEN and the sealing of the nicked DNA by Lig. This structural study presents the direct visualization of the handing-over action, which proceeds between different replication factors on a single PCNA clamp bound to DNA. We detected a drastic conversion of the DNA from a bent form to a straight form, in addition to the dynamic motions of replication factors in the switching process

DOI： 10.1038/s41598-018-34176-2

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1038/srep31526

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Archaeal NucS nuclease was thought to degrade the single-stranded region of branched DNA, which contains flapped and splayed DNA. However, recent findings indicated that EndoMS, the orthologous enzyme of NucS, specifically cleaves double-stranded DNA (dsDNA) containing mismatched bases. In this study, we determined the structure of the EndoMS-DNA complex. The complex structure of the EndoMS dimer with dsDNA unexpectedly revealed that the mismatched bases were flipped out into binding sites, and the overall architecture most resembled that of restriction enzymes. The structure of the apo form was similar to the reported structure of Pyrococcus abyssi NucS, indicating that movement of the C-terminal domain from the resting state was required for activity. In addition, a model of the EndoMS-PCNA-DNA complex was preliminarily verified with electron microscopy. The structures strongly support the idea that EndoMS acts in a mismatch repair pathway.

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1002/cm.21309

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1073/pnas.0506447102

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1038/nsmb788

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語  

DOI： 10.1002/prot.70002

Web of Science

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記述言語：英語  

DOI： 10.1167/iovs.66.6.56

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記述言語：英語   出版者・発行元：Theranostics  

Rationale: Macrophage phagocytosis plays a role in cancer immunotherapy. The phagocytic activity of macrophages, regulated by circadian clock genes, shows time-dependent variation. Intervening in the circadian clock machinery of macrophages is a potentially novel approach to cancer immunotherapy; however, data on this approach are scarce. Microcurrent stimulation (MCS) promotes inflammation, proliferation, and remodeling, suggesting its potential to modulate macrophage function; however, its application has been limited. In this study, we investigated the impact of MCS on macrophage phagocytosis of cancer cells using mouse/human macrophage cell lines and various mouse/human cancer cell lines. Methods: Cells and mice received 300 µA, 400 Hz bidirectional pulsed MCS. Gene expression, protein expression, and phagocytosis activity were assessed in intraperitoneal macrophages collected from mice, as well as in RAW264.7, and THP-1 cells. Flow cytometry, population, phagocytosis activity, RNA-seq, and immunohistochemistry analyses were performed. Results: Noninvasive MCS prevented time-dependent reduction in macrophage phagocytosis of cancer cells by modulating the circadian clock genes. MCS also enhanced phagocytosis in mouse RAW264.7 and human THP-1 cells across various cancer types by promoting actin polymerization; similar in vivo effects were observed in mice. This enhancement occurred in abdominal macrophages of both sexes and was mediated by changes in clock gene expression. Specifically, suppressing the clock gene Per1 nullified the effects of MCS. Moreover, although macrophage phagocytosis typically declined during the dark period, MCS during the light period prevented this reduction. MCS also increased phagocytosis of peritoneally implanted cancer cells (4T1, ID8, and Hepa1-6) in mice, significantly reducing tumor engraftment and growth, and ultimately improving prognosis. Conclusions: The findings of this study suggest that targeting macrophage circadian mechanisms via MCS could enhance cancer immunity, offering new avenues for cancer immunotherapy.

DOI： 10.7150/thno.100748

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記述言語：英語   出版者・発行元：International Journal of Molecular Sciences  

Defects in Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator-like 1 (ARNTL), a central component of the circadian clock mechanism, may promote or inhibit the induction of inflammation by monocytes/macrophages, with varying effects on different diseases. However, ARNTL’s role in monocytes/macrophages under chronic kidney disease (CKD), which presents with systemic inflammation, is unclear. Here, we report that the expression of Arntl in monocytes promoted CKD-induced cardiac damage. The expression of G-protein-coupled receptor 68 (GPR68), which exacerbates CKD-induced cardiac disease, was regulated by ARNTL. Under CKD conditions, GPR68 expression was elevated via ARNTL, particularly in the presence of PU.1, a transcription factor specific to monocytes and macrophages. In CKD mouse models lacking monocyte-specific ARNTL, GPR68 expression in monocytes was reduced, leading to decreased cardiac damage and fibrosis despite no improvement in renal excretory capacity or renal fibrosis and increased angiotensin II production. The loss of ARNTL did not affect the expression of marker molecules, indicating the origin or differentiation of cardiac macrophages, but affected GPR68 expression only in cardiac macrophages derived from mature monocytes, highlighting the significance of the interplay between GPR68 and ARNTL in monocytes/macrophages and its influence on cardiac pathology. Understanding this complex relationship between circadian clock mechanisms and disease could help uncover novel therapeutic strategies.

DOI： 10.3390/ijms252313009

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記述言語：英語   出版者・発行元：Translational Research  

Chronic kidney disease (CKD) induces cardiac inflammation and fibrosis and reduces survival. We previously demonstrated that G protein-coupled receptor 68 (GPR68) promotes cardiac inflammation and fibrosis in mice with 5/6 nephrectomy (5/6Nx) and patients with CKD. However, no method of GPR68 inhibition has been found that has potential for therapeutic application. Here, we report that Cephalotaxus harringtonia var. nana extract and homoharringtonine ameliorate cardiac inflammation and fibrosis under CKD by suppressing GPR68 function. Reagents that inhibit the function of GPR68 were explored by high-throughput screening using a medicinal plant extract library (8,008 species), and we identified an extract from Cephalotaxus harringtonia var. nana as a GPR68 inhibitor that suppresses inflammatory cytokine production in a GPR68 expression-dependent manner. Consumption of the extract inhibited inflammatory cytokine expression and cardiac fibrosis and improved the decreased survival attributable to 5/6Nx. Additionally, homoharringtonine, a cephalotaxane compound characteristic of C. harringtonia, inhibited inflammatory cytokine production. Homoharringtonine administration in drinking water alleviated cardiac fibrosis and improved heart failure and survival in 5/6Nx mice. A previously unknown effect of C. harringtonia extract and homoharringtonine was revealed in which GPR68-dependent inflammation and cardiac dysfunction were suppressed. Utilizing these compounds could represent a new strategy for treating GPR68-associated diseases, including CKD.

DOI： 10.1016/j.trsl.2024.02.004

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Molecular Psychiatry  

CHD8 is an ATP-dependent chromatin-remodeling factor encoded by the most frequently mutated gene in individuals with autism spectrum disorder (ASD). Although many studies have examined the consequences of CHD8 haploinsufficiency in cells and mice, few have focused on missense mutations, the most common type of CHD8 alteration in ASD patients. We here characterized CHD8 missense mutations in ASD patients according to six prediction scores and experimentally examined the effects of such mutations on the biochemical activities of CHD8, neural differentiation of embryonic stem cells, and mouse behavior. Only mutations with high prediction scores gave rise to ASD-like phenotypes in mice, suggesting that not all CHD8 missense mutations detected in ASD patients are directly responsible for the development of ASD. Furthermore, we found that mutations with high scores cause ASD by mechanisms either dependent on or independent of loss of chromatin-remodeling function. Our results thus provide insight into the molecular underpinnings of ASD pathogenesis caused by missense mutations of CHD8.

DOI： 10.1038/s41380-024-02491-y

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics  

Although vancomycin (VCM)—frequently used to treat drug-resistant bacterial infections—often induces acute kidney injury (AKI), discontinuation of the drug is the only effective treatment; therefore, analysis of effective avoidance methods is urgently needed. Here, we report the differences in the induction of AKI by VCM in 1/2-nephrectomized mice depending on the time of administration. Despite the lack of difference in the accumulation of VCM in the kidney between the light (ZT2) and dark (ZT14) phases, the expression of AKI markers due to VCM was observed only in the ZT2 treatment. Genomic analysis of the kidney suggested that the time of administration was involved in VCM-induced changes in monocyte and macrophage activity, and VCM had time-dependent effects on renal macrophage abundance, ATP activity, and interleukin (IL)-1b expression. Furthermore, the depletion of macrophages with clodronate abolished the induction of IL-1b and AKI marker expression by VCM administration at ZT2. This study provides evidence of the need for time-dependent pharmacodynamic considerations in the prevention of VCM-induced AKI as well as the potential for macrophage-targeted AKI therapy.

DOI： 10.1124/jpet.123.001864

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.bbrc.2023.07.015

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.bbrc.2023.07.015

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.mito.2020.05.003

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.2142/biophysico.16.0_59

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

The centromere is a specific genomic region upon which the kinetochore is formed to attach to spindle microtubules for faithful chromosome segregation. To distinguish this chromosomal region from other genomic loci, the centromere contains a specific chromatin structure including specialized nucleosomes containing the histone H3 variant CENP-A. In addition to CENP-A nucleosomes, we have found that centromeres contain a nucleosome-like structure comprised of the histone-fold CENP-T-W-S-X complex. However, it is unclear how the CENP-T-W-S-X complex associates with centromere chromatin. Here, we demonstrate that the CENP-T-W-S-X complex binds preferentially to ∼ 100 bp of linker DNA rather than nucleosome-bound DNA. In addition, we find that the CENP-T-W-S-X complex primarily binds to DNA as a (CENP-T-W-S-X)2 structure. Interestingly, in contrast to canonical nucleosomes that negatively supercoil DNA, the CENP-T-W-S-X complex induces positive DNA supercoils. We found that the DNA-binding regions in CENP-T or CENP-W, but not CENP-S or CENP-X, are required for this positive supercoiling activity and the kinetochore targeting of the CENP-T-W-S-X complex. In summary, our work reveals the structural features and properties of the CENP-T-W-S-X complex for its localization to centromeres.

DOI： 10.1093/nar/gkt1124

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s00792-011-0383-2

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1186/1741-7007-9-28

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

開催年月日： 2021年11月

記述言語：英語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：仙台（Web開催）   国名：日本国  

At the 59th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan in November 2021, six speakers are invited to share the recent results of single particle analysis, tomography, and micro-ED by cryo-EMs, and to discuss the issues to be overcome by technical development. This symposium is cosponsored by the AMED-BINDS. Dr. Kouta Mayanagi from Kyushu Univ. will talk about the two high-end cryo-EMs (200 kV and 300 kV) to be set up in the fiscal year of 2021 at the Pharmaceutical Research Institute, Kyushu University, which is the Library Screening Section organized by Dr. Shigehiro Ohdo. Using these two new cryo-EMs together with the cryo-EM Polara at Medical Institute of Bioregulation, Kyushu Univ. will promote research support for researchers in academia and pharmaceutical companies in the areas of Kyushu and West Japan. Taking advantage of the characteristics of the above Library Screening Section, they aim to focus on research support for drug discovery research, such as structural analysis using libraries of chemical compounds. In addition, they also plan to utilize the supercomputer ITO (https://www.cc.kyushu-u.ac.jp/scp/system/ITO/) to build a standard single particle analysis environment, easy and convenient for beginners.

開催年月日： 2019年12月

記述言語：日本語  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2019年12月

記述言語：日本語  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2019年9月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：九州大学（福岡）   国名：日本国  

開催年月日： 2019年9月

記述言語：英語  

開催地：Fukuoka   国名：日本国  

開催年月日： 2018年11月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：横浜   国名：日本国  

DNAの複製には多数の蛋白質が関わり、一般的に互いに結合して複合体を形成し、その機能を担っている。これらの超分子複合体は柔軟な構造を持ち、構成因子を刻一刻とダイナミックに変化させるものも多く、結晶構造解析が一般的に困難である。個々の分子の実像が観察可能なクライオ電顕を用いた単粒子解析法は、このようなターゲットに対して非常に有効である。特に近年の「電子直接検出(DED)カメラ」の発展により、結晶構造解析に迫る分解能の解析が可能となり、大変に注目されている。我々はこれまで、構造解析に適した超好熱古細菌の系を中心に、レプリソームの機能構造連関を単粒子解析を用いて研究してきた。本講演では最新のク ライオ電顕技術を用いて得られたPolDとDNAクランプ、及び基質DNAから構成される複合体の構造的知見について報告する。　PolBが大変に良く研究されPCR等への応用が進んでいるのに対し、PolDは優れた伸長活性、校正反応活性を有しながら、特に構造に関する研究が進んでいない。近年、ようやく構成サブユニットDP1及びDP2の部分結晶構造が報告されたが、全体構造の解析例は皆無であり、サブユニット組成さえ未知である。PolDもPolB同様、生体中ではDNAクランプPCNAに結合することでその機能を活性化させる。　ゲル濾過により機能構造であるPolD-PCNA-DNA複合体を精製、凍結ロボットによって非晶質の氷中に包埋し、クライオ電子顕微鏡を用いて複合体の粒子像を撮影した。高感度、且つ高速の「動画撮影」が可能なDEDカメラを用い、さらに粒子像のコントラストを向上させる「位相板」を使用することで分解能の向上を図った。解析の結果、複合体の全体構造及びDP1、DP2の配置が明らかになった。また溶液中に２通りの構造が混在していることがわかった。両構造ともアルファーヘリックスが明確に可視化されており、更に結晶構造には含まれていない領域の可視化にも成功している。

開催年月日： 2018年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：岡崎   国名：日本国  

我々はこれまで主にDNAの複製・修復・組換えや、転写に関わる超分子複合体の構造を単粒子解析を用いて解析してきた。これらの超分子複合体は、反応の各段階で構成因子の会合及び解離を適宜行うことで、適切に複合体を再編成させて、一連の反応を綿密に制御している。従ってその機構を理解するためには,個々の構成因子の結晶構造だけでは不十分であり、複合体全体の構造解析が必須であるが、DNAを含み且つこのように常に構造変化を伴う複合体の結晶化は容易ではない。「単粒子解析法」は、試料の結晶化の必要がなく、このような超分子複合体の立体構造解析に最適である。特に近年「電子直接検出カメラ」の開発により分解能が飛躍的に向上し、結晶構造解析と互角となっている。 　FACTはヌクレオソーム中のヒストンH2A/H2Bを引き抜くことでヌクレオソーム構造を破壊し、クロマチンのリモデリングを行う。近年、この反応を担うFACTのMidドメインとヒストンの結晶構造が２報発表されたが結果は一致せず、ヌクレオソーム全体との複合体の解析が待たれる状況であった。我々は収差補正機構を備えた最先端のクライオ電子顕微鏡、電子直接検出カメラ、位相板等を用いてMidドメインとヌクレオソームの構造解析を行った。対象となる粒子は１６万〜２０万程度とやや小さいため、特に位相板の使用が効果的であった。立体構造解析の結果、FACTとヌクレオソームの反応の生成物であるヘキサソームの構造が得られた。更に、MidのC末端から伸びる天然変性領域であるAIDセグメントがDNAと置き換わる形でヌクレオソームに侵入する様子を捉えることに成功し、ヌクレオソームの不安定化の機構の一端を明らかにすることができた。

開催年月日： 2018年8月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：佐賀   国名：日本国  

近年、超解像技術の発展等により、細胞中の様々な因子の局在、動態については光学顕微鏡によって非常に詳細な情報がリアルタイムでモニター可能となっている。一方それら各因子の構造についても、おもに結晶構造解析による網羅的解析がなされ、既に膨大な原子座標データが蓄積されている。しかしながら、両者はその間に横たわるナノメータレンジの解析手段のギャップの存在によって、必ずしも有機的に結びつけられていない。 　　　生体内で蛋白質は、互いに結合して複合体を形成し、その機能を担っていることが多い。これらの超分子複合体はその構造、構成因子を刻一刻変化させるものも多く、またその大きさも正に前述のナノメータレンジに相当することから、これまで結晶構造解析などによる解析が一般的に困難であった。電子顕微鏡は細胞レベルから原子レベルまで、非常にワイドなスケールレンジを誇り、このギャップを埋め得る有望な手段である。特に個々の分子の実像を直視できる電子顕微鏡の特性を活かした、「単粒子解析法」は、試料の結晶化の必要がなく、超分子複合体の立体構造解析に最適である。 　本手法では生体超分子複合体を、急速凍結により溶液中の機能構造を保ったまま薄い氷中に保持し、電子顕微鏡で撮影した多数の粒子像から、計算機を用いてその立体構造を再構成する。その際、生体試料が一般的に電子線に脆弱であるため、電子線量を極度に下げた「暗い」撮影条件で画像を記録する必要があり、電子顕微鏡の装置自体は高分解能であるにも拘らず、これまで単粒子解析法による原子レベルの解析が大変に困難であった。 　実際、昨年ノーベル賞を受賞したR. Henderson博士は1995年に、分子量１０万程度の複合体の画像を一万粒子ほど解析することで、３Åの原子分解能が得られると“予言”していたものの、５、６年前までメガダルトンを超えるリボソームのような巨大分子ですら、数十万〜数百万の粒子を解析しても原子分解能に到達するのが困難であった。 　近年、高感度で且つ高速の動画撮影が可能な「電子直接検出カメラ（DED）」が開発されたことにより、従来「静止画」で撮影していた電顕画像データを動画で撮影したところ、露光中に被写体である粒子が動いていたことが確認され、フレーム毎にこの動きを戻して補正することで、飛躍的に分解能が向上することが示された。このことにより、単粒子解析法は今では結晶構造解析と互角の分解能を実現できるまでになった。本講演ではこの単粒子解析法を概説したのち、本手法を用いて得られた成果等について報告する。 　　我々はこれまで主にDNAの複製・修復・組換えや、転写に関わる超分子複合体の構造を単粒子解析を用いて解析してきた。これらの超分子複合体は、反応の各段階で構成因子の会合及び解離を適宜行うことで、適切に複合体を再編成させて、一連の反応を綿密に制御している。従ってその機構を理解するためには,個々の構成因子の結晶構造だけでは不十分であり、複合体全体の構造解析が必須であるが、DNAを含み且つこのように常に構造変化を伴う複合体の結晶化は容易ではない。そのため、個々の因子の結晶構造から全体の構造を組み上げて推察する方法も多くとられてきたが、我々が解析してきた単粒子解析による「全体」構造は多くの場合、これら提唱モデルと異なっていた。 １） オカザキソームの解析 　ラギング鎖の複製は主に3つの因子、ポリメラーゼ、フラップエンドヌクレアーゼ、リガーゼによって行われ、これらが順次切り替わることで、オカザキ断片の生成・連結が進行する。その際、ポリメラーゼを活性化するPCNAクランプが3量体であることから、3因子全てを同時に1つのPCNAクランプ上に保持し効率を向上させる「ツールベルトモデル」が提唱されていた。我々はこれまで、Pol-PCNA-DNA（参考文献5）, Lig-PCNA-DNA（参考文献6）, FEN-PCNA-DNA等の構造や、因子が切り替わる遷移状態のLig-FEN-PCNA-DNAの構造を解析してきたが、何れの結果も従来のモデルでは説明が困難であり、PCNAが単なる留め金ではなく、これまで考えられていた以上に因子の切り替えの制御に寄与している事が明らかになった。 ２） ヌクレオソーム・リモデリング因子複合体の解析 　オカザキソームの解析には従来のCCDカメラを用いたのに対して、本サンプルはDEDカメラで解析を行った。またサンプルの大きさが２０万程度と小さいため、このような対象に有効な「位相板」を活用した。その結果大幅に分解能を向上させることができ、ヌクレオソーム不安定化の機構を明らかにすることができた。

開催年月日： 2017年12月

記述言語：日本語  

開催地：神戸   国名：日本国  

DNA polymerase PolB of the hyperthermophilic archaea is widely used in genetic engineering tools such as PCR, because of its outstanding stability under high temperature. All Archaea, except Crenarchaea have PolD in addition to PolB. Several recent studies have proved that PolD but not PolB is essential for genome replication. Though PolD has an excellent elongation as well as proofreading activity, it has never been applied to biotechnological　tools such as PCR, due to the limited structural knowledge. Recently, the crystal structures of the core region of the PolD subunits DP1 and DP2 have been reported. However, the overall structure of PolD is not known in detail, till now. We have successfully established a purification method of the full length PolD, and by mixing PCNA and primed DNA, we could purify the reconstituted PolD-PCNA-DNA complex, by gel filtration. The 3D structure of this complex was investigated by cryo electron microscopic single particle analysis. In order to improve the resolution of the 3D map, frozen hydrated samples were examined by Titan Krios cryo EM equipped with a Volta phase plate, and images were recorded with a direct electron detector (DED) camera. The obtained 3D map exhibited not only the double helical structure of DNA, but also fine structures corresponding to the α helices of PolD. We could construct the atomic model of the whole complex by docking the individual crystal structures of PCNA, DP1, and DP2 into the obtained 3D map. ave successfully established an purification method of the full length PolD, and by mixing PCNA and primed DNA, we could purify the reconstituted PolD-PCNA-DNA complex, by gel filtration. The 3D structure of this complex was investigated by cryo electron microscopic single particle analysis. In order to improve the resolution of the 3D map, frozen hydrated samples were examined by Titan Krios cryo EM equipped with a Volta phase plate, and images were recorded with an electron detector camera. The obtained 3D map exhibited not only the double helical structure of the DNA, but also fine structures corresponding to the α helices of the PolD. We could construct the atomic model of the whole complex by docking the individual crystal structures of PCNA, DP1, and DP2, into the obtained 3D map.

開催年月日： 2017年9月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

開催地：千葉   国名：日本国  

開催年月日： 2016年11月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Matsue   国名：日本国  

We have been studying the mechanism of synthesis and maturation of Okazaki fragments, in which three replication factors, i.e. DNA polymerase, Flap endonuclease (FEN), and DNA ligase, are playing essential roles. As all of these three enzymes are known to interact with PCNA, a switching mechanism between these factors, bound simultaneously to a PCNA ring has been proposed, called PCNA tool belt model, which is considered to increase the efficiency of these sequential reactions. Recent biochemical studies, however, suggest sequential binding and releasing of these factors. Little is known regarding the precise switching mechanism, due to the lack of the structural knowledge of these complexes. We investigated the structures of the core components of the replisome, such as DNA polymerase-PCNA-DNA, and DNA ligase-PCNA-DNA, by single particle analysis. Besides the known interaction through a PIP-box motif, we could find a novel contact between polymerase and PCNA, as well as between ligase and PCNA. Mutant analysis showed that these contacts are involved in the regulation of the replication factors, such as the switching between the polymerizing and editing modes of the polymerase. Our results, showing that both factors are bound to two subunits of the PCNA trimer, were inconsistent with the standard tool belt model. The third PCNA subunit, however, was still free in both complexes, thus we analyzed the complex structures with two replication factors. We could successfully visualize the 3D structure of FEN-DNA ligase-PCNA-DNA complex, and the handing over of the ds DNA from FEN to DNA ligase.

開催年月日： 2016年9月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：仙台   国名：日本国  

DNA replication in archaea and eukaryotes is executed by family B DNA polymerases, which exhibitfull activity when complexed with the DNA clamp, proliferating cell nuclear antigen (PCNA). PCNAhas a trimeric ring structure that encircles the DNA, and increases the processivity of the bound DNApolymerase by tethering it to the DNA. It is known now, that PCNA also interacts with multiple partnersto control DNA replication, DNA repair, and cell cycle progression, and works not only as the platform,but also as the conductor for the recruitment and release of these factors. However, the moleculararchitectures as well as the mechanism of the regulation of these replication factors are not known indetail.We have investigated the three-dimensional structure of the core components of the replisome,such as DNA polymerase-PCNA-DNA, and DNA ligase-PCNA-DNA ternary complexes, by singleparticle analysis (2- 3). Besides the authentic interaction through a PCNA-interacting protein box (PIPbox),we could find a novel contact between both polymerase-PCNA and ligase-PCNA. Mutant analysisshowed that these contacts are involved in the regulation of the replication factors, such as the switchingbetween the polymerizing and editing modes of the polymerase. Our results, showing that both factorsbound to two subunits of the PCNA trimer ring, were inconsistent with the standard tool belt model. Thethird PCNA subunit, however, was still free in both complexes, thus we analyzed the complex structureswith two replication factors bound to one PCNA ring, in order to investigate the switching mechanismbetween them in more detail.

開催年月日： 2016年8月 - 2016年9月

記述言語：英語  

開催地：Lyon   国名：フランス共和国  

開催年月日： 2016年6月 - 2018年6月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Fukuoka   国名：日本国  

Okazaki fragments synthesis and maturation, during lagging strand DNA replication, is accomplished by mainly three replication factors, i.e. DNA polymerase, Flap endonuclease, and DNA ligase. All of these three enzymes are known to interact with the DNA clamp, proliferating cell nuclear antigen (PCNA), through a PCNA-interacting protein box (PIP-box) motif. PCNA forms a trimeric ring that encircles the DNA, and increases the processivity of the bound DNA polymerase by tethering it to the DNA. As up to three replication factors could be bound to a PCNA trimer, a switching mechanism between these replication factors, bound simultaneously to a PCNA ring has been proposed, called PCNA tool belt model, which is considered to increase the efficiency of the sequential reactions. However, the precise mechanism is not known in detail, due to the lack of structural data of such complexes. In order to investigate the mechanism of the regulation and switching of these replication factors bound to PCNA, we have studied the molecular architectures of the core components of the replisome, such as DNA polymerase-PCNA-DNA, and DNA ligase-PCNA-DNA complexes, by single particle analysis.

開催年月日： 2015年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：東京   国名：日本国  

開催年月日： 2014年2月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：大阪大学蛋白質研究所   国名：日本国  

開催年月日： 2013年11月

記述言語：日本語  

開催地：名古屋   国名：日本国  

開催年月日： 2013年7月 - 2013年8月

記述言語：英語  

開催地：札幌   国名：日本国  

開催年月日： 2013年6月

記述言語：英語  

開催地：Colby-Sawyer College New London, NH   国名：アメリカ合衆国  

開催年月日： 2012年10月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：遺伝研   国名：日本国  

開催年月日： 2011年10月 - 2011年11月

会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Amsterdam   国名：オランダ王国  

開催年月日： 2011年6月

会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：ホテル阪急エキスポパーク   国名：日本国  

開催年月日： 2011年2月

開催地：Singapore & Bintan Indonesia   国名：インドネシア共和国  

開催年月日： 2010年12月

会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2010年10月

開催地：札幌   国名：日本国  

開催年月日： 2009年12月

開催地：北九州   国名：日本国  

国名：日本国  

開催年月日： 2022年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：札幌   国名：日本国  

開催年月日： 2020年11月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：宮崎大学　オンライン   国名：日本国  

開催年月日： 2019年12月

記述言語：日本語  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2019年12月

記述言語：日本語  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2019年12月

記述言語：日本語  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2019年12月

記述言語：日本語  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2019年9月

記述言語：英語  

開催地：Fukuoka   国名：日本国  

開催年月日： 2019年9月

記述言語：英語  

開催地：Fukuoka   国名：日本国  

開催年月日： 2019年8月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：名古屋大学   国名：日本国  

開催年月日： 2019年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：東京   国名：日本国  

開催年月日： 2018年12月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：名古屋大（名古屋）   国名：日本国  

開催年月日： 2018年12月

記述言語：日本語  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2018年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：横浜   国名：日本国  

開催年月日： 2018年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：横浜   国名：日本国  

開催年月日： 2018年10月 - 2019年10月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2018年9月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Naples   国名：イタリア共和国  

開催年月日： 2018年9月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Naples, Italy   国名：イタリア共和国  

開催年月日： 2018年2月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

国名：日本国  

開催年月日： 2017年12月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：奈良   国名：日本国  

開催年月日： 2017年9月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：大阪   国名：日本国  

開催年月日： 2017年5月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：金沢   国名：日本国  

開催年月日： 2017年2月 - 2018年2月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：London   国名：グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)  

開催年月日： 2017年1月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：東京   国名：日本国  

開催年月日： 2017年1月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2016年7月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：山形   国名：日本国  

開催年月日： 2016年6月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2015年11月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Fukuoka   国名：日本国  

開催年月日： 2015年5月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2013年12月

記述言語：英語  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2013年10月

記述言語：日本語  

開催地：川崎   国名：日本国  

開催年月日： 2013年10月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Nantes, France   国名：日本国  

開催年月日： 2013年9月

記述言語：日本語  

開催地：横浜   国名：日本国  

開催年月日： 2013年9月

記述言語：英語  

開催地：Regensburg, Germany   国名：ドイツ連邦共和国  

開催年月日： 2012年12月

記述言語：日本語  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2011年12月

会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：横浜   国名：日本国  

開催年月日： 2011年10月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：福津市   国名：日本国  

開催年月日： 2011年6月

会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：ホテル阪急エキスポパーク   国名：日本国  

開催年月日： 2010年12月

会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2010年12月

会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2010年12月

会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2010年12月

会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2010年9月

会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：仙台   国名：日本国  

開催年月日： 2008年12月

開催地：福岡   国名：日本国  

開催年月日： 2008年12月

開催地：福岡   国名：日本国  

記述言語：英語  

記述言語：英語  

国名：オーストラリア連邦  

開催地：東京   国名：日本国  

開催地：熊本   国名：日本国  

開催地：熊本   国名：日本国  

開催地：熊本   国名：日本国  

開催地：熊本   国名：日本国  

開催地：熊本   国名：日本国  

開催地：福岡   国名：日本国  

開催地：横浜   国名：日本国  

開催地：札幌   国名：日本国  

記述言語：日本語  

開催地：姫路   国名：日本国  

記述言語：日本語  

開催地：姫路   国名：日本国  

記述言語：英語  

開催地：横浜   国名：日本国  

記述言語：日本語  

開催地：福岡県飯塚市   国名：日本国  

記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：1

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：1

種別：大会・シンポジウム等 

参加者数：18

種別：大会・シンポジウム等 

種別：大会・シンポジウム等 

種別：大会・シンポジウム等 

種別：大会・シンポジウム等 

種別：大会・シンポジウム等 

３月23日〜3月28日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授　沼田准教授、理学　高橋教授、医学　大野助教）とともに２０２２年度西風塾研究体験コースを開催。３月25日午後(13:00〜15：00）の講義を担当し、電子顕微鏡による超分子複合体の構造解析について解説を行った. また実習ではクライオ電子顕微鏡法による超分子複合体の電顕試料作製と電子顕微鏡観察、単粒子解析法によるクラス２D平均画像解析等を指導した。

学生、研究者、企業関係者を対象に第１回 九州大学Cryo-EM講習会を「位相板」のテーマで2023年1月１８日の日程で行った。 参加者の中心は本学学生であったが、 若手教員の参加もあった。クライオ電顕像のコントラストを著しく向上させる位相板のあ使い方について電子顕微鏡メーカーから講師を招いて行った。

３月8日〜3月14日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学　中津准教授、薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授、理学　高橋教授）とともに２０２1年度西風塾研究体験コースを開催。３月10日午後(13:00〜15：00）の講義を担当し、電子顕微鏡による超分子複合体の構造解析について解説を行った.
また実習では負染色法による超分子複合体の電顕試料作製と電子顕微鏡観察、単粒子解析法によるクラス２D平均画像解析を指導した。

9月16日に本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学研究院　中津准教授、薬学研究院　片山教授　藤田教授、農学研究院　石野教授、理学研究院　高橋教授）とともに２０２1年度　九州大学西風塾研究発表会を開催した。

３月２５日〜４月１日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学　中津准教授、薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授、理学　釣本教授）とともに２０２０年度西風塾研究体験コースを開催。本年度はオンラインによる３月２９日午前(9:00〜１２：３０）の講義を担当し、電子顕微鏡による超分子複合体の構造解析について解説を行った。

9月24日に本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学部　中津准教授、薬学府　片山教授　藤田教授、農学府　石野教授、理学府　釣本教授）とともに２０２０年度　九州大学西風塾研究発表会を開催した。

8月21日〜22日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学部　中津准教授、薬学府　片山教授　藤田教授、農学府　石野教授、理学府　釣本教授）とともに令和元年度　九州大学西風塾研究発表会を開催。

３月11日〜18日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学　中津准教授、薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授、理学　釣本教授）とともに第12回西風塾研究体験コースを開催。電子顕微鏡による単粒子解析の実験指導。

9月22日に本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学部　中津准教授、薬学府　片山教授　藤田教授、農学府　石野教授、理学府　釣本教授）とともに九州大学西風塾研究発表会を開催。

３月２３日〜３０日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学　中津准教授、薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授、理学　釣本教授）とともに第1１回西風塾研究体験コースを開催。電子顕微鏡による単粒子解析の実験指導。

本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学　中津准教授、薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授、理学　釣本教授）とともに第1０回西風塾研究体験コースを開催。電子顕微鏡による単粒子解析の実験指導。

３月１４日〜２０日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学　中津准教授、薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授、理学　釣本教授）とともに第９回西風塾研究体験コースを開催。電子顕微鏡による単粒子解析の実験指導。

８月３０日〜３１日の日程にて本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学部　中津准教授、薬学府　片山教授　藤田教授、農学府　石野教授、理学府　釣本教授）とともに九州大学西風塾研究発表会を開催。

３月１４日〜２０日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学　中津准教授、薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授、理学　釣本教授）とともに第８回西風塾研究体験コースを開催。電子顕微鏡による単粒子解析の実験指導。

３月２５日〜４月１日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学　中津准教授、薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授、理学　釣本教授）とともに第７回西風塾研究体験コースを開催。電子顕微鏡による単粒子解析の実験指導。

9月１日〜２日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学部　中津准教授、薬学府　片山教授　藤田教授、農学府　石野教授、理学府　釣本教授）とともに九州大学西風塾研究発表会を開催。

馬出入門にて学部生を対象に電子顕微鏡による蛋白質複合体の構造解析の実習を担当。

３月２６日〜４月２日の日程で本学におけるDNAの複製研究を行っている５グループ　（医学　中津准教授、薬学　片山教授　藤田教授、農学　石野教授、理学　釣本教授）とともに第６回西風塾研究体験コースを開催。電子顕微鏡による単粒子解析の実験指導。

九州大学　P＆P　超高次複合体解析に基づくゲノム動態研究プロジェクト（代表　片山勉　薬学研究院）で主催の西風塾に参加。
学部生、大学院生を対象に若手育成のため研究合宿や研究会を行った。
また３月に１週間に渡る研究体験コースを実施。電子顕微鏡法の講義と単粒子解析法の実習を担当した。
九大以外にも阪大、京大からも参加。

馬出入門にて学部生を対象に電子顕微鏡による蛋白質複合体の構造解析の実習を担当。

対象：社会人・一般,　学術団体,　企業,　市民団体,　行政機関

種別：その他

対象：社会人・一般,　学術団体,　企業,　市民団体,　行政機関

種別：その他