大腸菌染色体複製開始における転写およびDnaA蛋白の機能

• Project/Area Number: 04256213
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小川 徹 名古屋大学, 理学部, 助教授 (80109256)
• Project Period (FY): 1992
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1992)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1992: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: DNA複製 / oriC / DnaA

Research Abstract

大腸菌染色体の複製開始にはRNAポリラーゼによる転写反応が関与していることを古くから示唆されているが、その実体および機能については不明な点が多い。oriCプラスミドを用いたin vivoの研究から、我々はoriCの左側にあるgid遺伝子のプロモーターからの左向きの転写が複製開始に重要な役割を担っており、oriCの右側にあるmioC遺伝子のプロモーターからの左向きの転写も補助的に開始反応に関与していることを明らかにしてきた。これらの両プロモーターを欠失させた場合は人為的に挿入したプロモーターに依存して複製可能であるが、このプロモーターは本来のgidやmioCプロモーターと同様に左向きの場合が複製活性化能が高く、oriCの左側からoriC内に向かう複製は活性化能を示さない。これらの結果からRNAポリメラーゼの後方にできる負のスーパーコイルがDnaA蛋白によるopen comples形成反応を促進する可能性が考えられる。
一方、染色体上のgidおよびmioCプロモーターからの転写を欠失させても見かけ上細胞の増殖はあまり影響を受けず、この場合には他の転写が活性化に関与している可能性も考えられる。温度感受性のdnaC変異株を用いてDNA合成を同調化させてgidおよびmioCの転写産物を定量したところ、前者は複製開始直後に顕著な阻害を受けるのに対して後者は複製開始直前に顕著な阻害を受けることが判明した。DnaA変異株を用いた解析からこの阻害はmioC遺伝子のプロモーター上流のDnaA boxへのDnaA蛋白の周期的結合によることが示唆された。DnaA蛋白の細胞内濃度は細胞周期を通して一定であると考えられているが、DNA上の特定の部位においてはかなり変化しているものと思われる。