柴田班　「組換え酵素における天然変性領域の機能」

　「相同DNA組換え（組換え）」とは、一対のDNAを塩基配列が同じ部位で切断・再結合する遺伝情報の再編成です。二重鎖DNAゲノムをもつ生物では普遍的に起きます。組換えは、確率現象ではなく、起こるタイミング、ゲノム上での位置、組換える相手が緻密に制御されています。その制御の標的として、「DNA二重鎖切断」と「相同DNA対合」が注目されます。二重鎖切断は、組換えホットスポットと言われる塩基配列で起きます。また、相同DNA対合とは、二重鎖切断端でできる単鎖DNAが無傷の二重鎖DNAに割り込み、その相補配列と塩基対合する反応です。DNA二重鎖切断は、減数分裂では、SPO11が働きます。また、体細胞組換えではNTG1（NTH1）が働くことを最近明らかにしました。相同DNA対合は、RecA型組換え酵素RAD51やDMC1が行います。制御のコアであるこれらのタンパク質と相互作用する多数のタンパク質群との間の相互作用ネットワークにより、多様な組換えの機能が制御されています。この課題では、これらの相互作用に働く天然変性領域の機能を基に、組換えの機能と制御を研究します。蛋白質間、蛋白質・DNA間の相互作用やそれへの変異の効果を生化学的手法とNMR分光法など分子構造解析の手法を併用して解析する一方、それらの変異の効果を高等動物のモデルであるショウジョウバエの個体のレベルで解析することで、目的に迫ります。生物がもつ組換え機能の制御の理解は、遺伝と進化の仕組みについての理解を深めるだけでなく、伝統的交配育種の原理を基にした作物や家畜の超高速育種や、組換えによる新規タンパク質創生による新素材、安全な遺伝子治療の実現につながります。