細菌のECFδ因子-アンチδ蛋白質による環境応答機構の網羅的な解析

• Project/Area Number: 15780051
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 朝井 計 埼玉大学, 理学部, 助教授 (70283934)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 枯草菌 / σ因子 / 環境応答 / シグマ因子 / マイクロアレイ

Research Abstract

多くの細菌に複数存在し、多様性に富むECF(Extra Cytoplasmic Function)σ因子-アンチσ膜蛋白質制御系の機能や活性制御機構ネットワークの全体像を、枯草菌を主な材料として解析した。また、枯草菌での総合的な知見を踏まえて、同属・異属細菌の未解析ECFσ因子の機能・制御機構を生物情報学の手法を交えて、枯草菌細胞を宿主として解析した。
各ECFσ因子の活性が誘導される機構を詳細に検索した。具体的には、解析の初発段階として、トランスポゾン変異法等による遺伝学的な手法を用いて、各ECFσ因子の制御機構(アンチσ蛋白質を含んだ機構)を制御する因子を同定する解析を行った。また、蛍光蛋白質やエピトープタグをアンチσ蛋白質や関連制御因子に付加し、細胞学的、生化学的にそれらの蛋白質を解析するための株を構築した。エピトープタグを利用し目的蛋白質を精製しており、その後細胞分画やin vitro実験等に用いる。また、蛍光観察や免疫蛍光法を用いて、蛍光顕微鏡下で細胞内での動態を観察する。枯草菌の全ECFシグマ因子、及び数種の非必須シグマ因子を同時に複数破壊した株を作製した。個々にシグマ因子の解析を行う予定である。同時に、シグマを欠いた枯草菌に、他細菌の機能未知シグマ因子を導入し、枯草菌内でin vivo解析する。
同属・異属細菌の未解析ECFσ因子を生物情報学の手法により抽出および、アミノ酸の類似性により分類した。機能が誘導されると思われる条件を、さきの分類により予想し、その検証のために、各条件における未解析ECFσ因子の遺伝子転写誘導をリアルタイム-RT-PCRの手法により解析した。

Research Products

• [Journal Article] Enhancement of glutamine utilization in Bacillus subtilis through the GlnK-GlnL two-component regulatory system. (2005)
  • Author(s): Satomuta T
  • Journal Title: J Bacteriol. 187(14) Pages: 4813-4821
• [Journal Article] Transcriptional analysis of the ylaABCD operon of Bacillus subtilis encoding a sigma factor of extracytoplasmic function family. (2005)
  • Author(s): Matsumoto T
  • Journal Title: Genes Genet Syst. 80(6) Pages: 385-393
• [Journal Article] Altered gene expression in the transition phase by disruption of a Na^+/H^+ antiporter gene (shaA) in Bacillus subtilis. (2004)
  • Author(s): Kosono Saori
  • Journal Title: FEMS Microbiol.Lett. 232(1) Pages: 93-99
• [Journal Article] Identification of the nonA and nonB loci of Bacillus subtilis Marburg permitting the growh of SP10 phage. (2004)
  • Author(s): Matsuoka Satoshi
  • Journal Title: Gene Genet Syst. 79(6) Pages: 311-317
• [Journal Article] Enhancement of Glutamine Utilization in Bacillus subtilis through the Glnk-GlnL Two-Component Regulatory System
  • Author(s): Satomura Takenori
  • Journal Title: J Bacteriol. (発表予定)
• [Publications] Ohki Reiko: "A bacitracin-resistant Bacillus subtilis gene encodes a homologue of the membrane-spanning subunit of the Bacillus licheniformis ABC transporter."J.Bacteriol.. 185(1). 51-59 (2003)
• [Publications] Asai Kei: "DNA microarray analysis of Bacillus subtilis sigma, factors of extracytoplasmic function family."FEMS Microbiol.Lett.. 220(1). 155-160 (2003)
• [Publications] Tojo Shigeo: "Organization and Expression of the Bacillus subtilis sigY Operon."J.Biochem.(Tokyo).. 134(6). 935-946 (2003)
• [Publications] Yoshimura Mika: "Interaction of Bacillus subtilis extracytoplasmic function (ECF) sigma factors with the N-terminal regions of their potential anti-sigma factors."Microbiology. 150(3). 591-599 (2004)