Post-translational modification of nucleoid-associated proteins encoded on the catabolic plasmid pCAR1 and its host chromosome

• Project/Area Number: 18K05408
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Suzuki-Minakuchi Chiho 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教 (10733032)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 核様体タンパク質 / 翻訳後修飾 / アセチル化 / プラスミド / Pseudomonas / トランスクリプトーム

Outline of Final Research Achievements

Plasmids are mobile genetic elements conferring new phenotypes to host bacteria such as antibiotic resistance or the degradation ability of xenobiotic compounds. Host bacteria capable of properly controlling the expression of genes on plasmids can take advantage of the benefits brought by plasmid carriage. Nucleoid-associated proteins (NAPs) are candidate effectors of the interaction between plasmids and host chromosome. Here we identified acetylated lysine residues of the NAPs encoded on the catabolic plasmid pCAR1 and its host Pseudomonas putida KT2440 chromosome. We also found that acetylation could modulate oligomerization ability of the NAPs, which could affect the transcriptional regulatory network of the plasmid and the host chromosome.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

真核生物では翻訳後修飾の研究が進んでおり、例えばヒストンが修飾を受けることによりクロマチンの構造変化やそれに伴う遺伝子の転写調節が起こることはよく知られている。一方、細菌においては二成分制御系におけるリン酸化など、ごく一部のタンパク質を除いて研究例が乏しい状態であった。本研究の成果は、細菌の「ヒストン様因子」である核様体タンパク質が翻訳後修飾により機能が変化すること、翻訳後修飾がプラスミドの制御に重要な役割を果たす可能性を示唆するものであり、プラスミド上遺伝子の発現制御を考える上で新たな知見をもたらすものである。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ライデン大学(オランダ)
• [Journal Article] H-NS Family Proteins Drastically Change Their Targets in Response to the Horizontal Transfer of the Catabolic Plasmid pCAR1 (2020)
  • Author(s): Nakamura T, Suzuki-Minakuchi C, Kawano H, Kanesaki Y, Kawasaki S, Okada K, Nojiri H.
  • Journal Title: Frontiers in Microbiology Volume: 11 Pages: 1099-1099
  • DOI: 10.3389/fmicb.2020.01099
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Pseudomonas属細菌由来のMvaT ホモログが形成する核様体構造の解析 (2021)
  • Author(s): 津島和生，角埜裕基，水口千穂，尾花 望，野村暢彦，岡田憲典，野尻秀昭
  • Organizer: 第15回日本ゲノム微生物学会年会
• [Presentation] 細菌は接合伝達で獲得したプラスミドにどのように「順応」するのか？ (2021)
  • Author(s): 水口千穂，野尻秀昭
  • Organizer: 日本農芸化学会2021年度大会
  • Invited
• [Presentation] Differential interactions of H-NS family proteins encoded on the chromosome of Pseudomonas putida KT2440 and IncP-7 plasmid pCAR1 (2020)
  • Author(s): Delyana Vasileva, Sun Zongping, Chiho Suzuki-Minakuchi, Kazunori Okada, Hideaki Nojiri
  • Organizer: ASM Microbe online
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] H-NSファミリータンパク質の転写制御対象遺伝子はプラスミド保持に伴い劇的に変化する (2020)
  • Author(s): 中村泰輔, 河野響, 兼崎友, 川崎信治, 水口千穂, 岡田憲典, 野尻秀昭
  • Organizer: 第20回東京大学生命科学シンポジウム
• [Presentation] “Backup”だけではない-プラスミド由来H-NS様因子の機能- (2020)
  • Author(s): 中村泰輔、河野響、兼崎友、川崎信治、水口千穂、岡田憲典、野尻秀昭
  • Organizer: 第14回日本ゲノム微生物学会年会
• [Presentation] Pseudomonas属細菌由来の核様体タンパク質NdpAにおける多量体化ドメインの探索 (2020)
  • Author(s): 佐道陽弘、水口千穂、岡田憲典、野尻秀昭
  • Organizer: 第14回日本ゲノム微生物学会年会
• [Presentation] Pseudomonas属細菌のH-NSファミリータンパク質における翻訳後修飾部位の同定 (2020)
  • Author(s): ヴァシレヴァデリアナ、水口千穂、孫悦、古園さおり、吉田稔、岡田憲典、野尻秀昭
  • Organizer: 日本農芸化学会2020年度大会
• [Presentation] プラスミド・宿主染色体由来のMvaTホモログのDNA結合能の評価 (2020)
  • Author(s): 津島和生、角埜裕基、水口千穂、岡田憲典、野尻秀昭
  • Organizer: 日本農芸化学会2020年度大会
• [Presentation] H-NSファミリータンパク質のレギュロンはプラスミド保持に伴い劇的に変化する (2020)
  • Author(s): 中村泰輔、河野響、兼崎友、川崎信治、水口千穂、岡田憲典、野尻秀昭
  • Organizer: 日本農芸化学会2020年度大会
• [Presentation] H-NSファミリータンパク質が制御する遺伝子群はプラスミド保持に伴い劇的に変化する (2019)
  • Author(s): 中村泰輔、河野響、兼崎友、川崎信治、水口千穂、岡田憲典、野尻秀昭
  • Organizer: 第18回微生物研究会
• [Presentation] H-NSファミリータンパク質の塩基配列嗜好性とそのメカニズムの解析 (2019)
  • Author(s): 津島和生、角埜裕基、水口千穂、岡田憲典、野尻秀昭
  • Organizer: 第18回微生物研究会
• [Presentation] 新規核様体タンパク質NdpAホモログの多量体形成能 (2019)
  • Author(s): 佐道 陽弘，水口 千穂，岡田 憲典，野尻 秀昭
  • Organizer: 第13回日本ゲノム微生物学会年会
• [Presentation] 核様体タンパク質の一種NdpAホモログの多量体形成能の解析 (2019)
  • Author(s): 佐道 陽弘，水口 千穂，岡田 憲典，野尻 秀昭
  • Organizer: 日本農芸化学会2019年度大会
• [Presentation] Protein-protein binding affinities of H-NS family proteins encoded on the chromosome of Pseudomonas putida KT2440 and IncP-7 plasmid pCAR1 (2019)
  • Author(s): Sun Yue, Sun Zongping, Vasileva Delyana, Suzuki-Minakuchi Chiho, Okada Kazunori, Nojiri Hideaki
  • Organizer: 日本農芸化学会2019年度大会
• [Presentation] 核様体タンパク質NdpAホモログの多量体形成能の解析 (2018)
  • Author(s): 佐道 陽弘，水口 千穂，岡田 憲典，野尻 秀昭
  • Organizer: 第17回微生物研究会