バクテリアの核様体形成を促進するrDNA領域の分子機能
Publicly Offered Research
| Project Area | Functions of non-coding DNA region for genome integrity |
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| Project/Area Number |
26114717
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
仁木 宏典 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 教授 (70208122)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | 核様体 / 染色体凝縮 / DNA / 分配 / コンデンシン / コヒーシン / SMC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
枯草菌のリボソームRNA遺伝子はゲノム上に８個あり、その段階的な欠損変異株が作成されている。この変異株シリーズでは欠損と共に生育速度が低下するが、２コピーまでは核様体の形成に影響しない。１コピーになると核様体の形成に異常を起こし、この異常は枯草菌コンデンシンの欠損株と似た様相を呈した。この株にプラスミドからリボソームRNA遺伝子の相補を行う実験を行った。その結果、生育は回復するものの、核様体は異常なままであった。このことから、リボソームRNA遺伝子はrRNAを生産するためだけではなく、核様体の分離にシスに働くという新たな機能があることがわかった。さらに、その機能を発揮するためには、複製起点の近傍に位置することが重要であることが明らかになった。
リボソームRNA遺伝子の核様体の分離への寄与として、コンデンシンの結合場所としての機能が考えられた。実際に、リボソームRNA遺伝子を持つプラスミドを細胞から温和な条件で抽出すると、プラスミドだけのものより優位にコンデンシンが結合していた。コンデンシンが複製起点近くのリボソームRNA遺伝子に結合し、これらが凝縮することで核様体の分離が促進されるものと考えられる。
大腸菌コンデンシン複合体のSmcコアユニットであるMukBタンパク質を生成し、DNAのトポロジーに依存した結合活性を測定した。その結果、一本鎖でしかも環状DNAに対して特異的な結合活性があることが明らかになった。これまでコンデンシンは一本鎖DNA結合活性があることは知られていたが、さらにトポロジカルな結合があることが初めて明らかとなった。
以上の結果から、コンデンシンは転写が盛んでそのため一本鎖DNA状態を取りやすい遺伝子、すなわちリボソームRNA遺伝子に特異的にトポロジカルに結合し、DNAの凝縮を担うと考えられる。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Growth and sporulation defects in Bacillus subtilis mutants with a single rrn operon can be suppressed by amplification of the rrn operon2016
Author(s)
Yano, K., Masuda, K., Akanuma, G., Wada, T., Matsumoto, T., Shiwa, Y., Ishige, T., Yoshikawa, H., Niki, H., Inaoka, T.,& Kawamura, F
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Journal Title
Microbiology
Volume: 162
Issue: 1
Pages: 35-45
DOI
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Peer Reviewed
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