緑膿菌の鉄環境応答遺伝子群の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11670257
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 津田 雅孝 東北大学, 遺伝生態研究センター, 教授 (90172022)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 後藤 直正 京都薬科大学, 薬学部, 助教授 (30121560)
• Keywords: 緑膿菌 / 鉄レギュロン / 転写制御 / 環境応答 / 必須遺伝子 / 突然変異 / セパシア菌

Research Abstract

緑膿菌の病原因子である鉄獲得系や多くの外毒素産生を支配する遺伝子群は鉄レギュロンの構成員であり、生育環境の鉄濃度に依存した各遺伝子の転写は、統括的レプレッサーであるFurと多面的アクティベーターであるPvdSにより制御される。本年度は、fur遺伝子と周辺領域の解析と、FurとPvdSの両因子が転写制御する遺伝子群の同定と同定遺伝子の発現制御様式の検討をめざした。
1.本菌のfur遺伝子を含む約14kbの染色体断片をクローニングし、furを含む1,280bpの塩基配列を決定した。furのプロモーター領域にはFur boxは検出できず、大腸菌等の場合とは異なり、furの転写はautoregulationされている可能性は少ないことが示唆された。
2.染色体のfur遺伝子の下流の7kb領域の特定部位はfurと同様に、対立遺伝子置換系を用いても破壊できなかった。ゲノム全塩基配列のデータベースではfur遺伝子下流には主要シャペロンの遺伝子群が存在し、本研究で破壊が困難であった特定部位はgrpEとdnaJ内に存在していた。このことから、GrpEとDnaJは本菌の生存・増殖に必須であると結論された。
3.プロモーターを欠くGreen fluorescence protein遺伝子(gfp)をレポーターとして採用したトランスポゾンが緑膿菌染色体に挿入された突然変異体を多数取得し、この中から培地中の鉄イオンが欠乏時に転写量が増大する挿入突然変異体を3株、また、過剰時に増大する株を3株取得し、各トランスポゾン挿入部位の近傍の染色体断片をクローニングした。また、同様の突然変異株を類縁のセパシア菌で取得した。さらに、セパシア菌ではfur遺伝子の機能完全欠損突然変異の取得が可能であったことから、Furは本菌の生存には必須でないことを見出した。

Research Products

• [Publications] Junko K.Akada: "Identification of urease operon in Helicobacter pylori and its control by mRNA decay in response to pH"Molecular Microbiology. 36. 1071-1084 (2000)
• [Publications] Shah Jalal: "Molecular mechanisms of fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa isolated from cystic fibrosis patients"Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 44. 710-712 (2000)
• [Publications] 後藤直正: "細菌の異物(薬剤)排出蛋白質と抗菌薬剤性"日本化学療法学会雑誌. 48. 509-515 (2000)
• [Publications] Nobuhisa Masuda: "Substrate specificities of MexAB-OprM, MexCD-OprJ, and MexXY-OprM efflux pumps in Pseudomonas aeruginosa"Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 44. 3322-3327 (2000)
• [Publications] 津田雅孝: "遺伝情報のダイナミズムとその分子機構"東北大学遺伝生態研究センター. 13 (2001)