2004 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
12147209
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Research Institution | Nippon Institute for Biological Science |
Principal Investigator |
石浜 明 財団法人日本生物科学研究所, 研究部, 主任研究員 (80019869)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本田 文江 財団法人日本生物科学研究所, 研究部, 研究員 (80343747)
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Keywords | RNAポリメラーゼ / 転写因子 / 金属応答 / プロモーター / 転写制御 / マグネシウム / 亜鉛 / 銅 |
Research Abstract |
生体内で金属は蛋白質に結合して存在し、遊離の金属は極めて少なく、一定濃度に維持されている。外界に直接触れている大腸菌は、環境中の各種金属濃度を感知し、それに応答して、金属の取り込みと排出に関わる一群の生体装置の形成と活性制御の遺伝子プログラムを発動し、細胞内の金属のホメオステーテスの維持を行っている。その分子機構の解明を目的として、環境中の各種金属への応答に係る遺伝子群の転写包括制御の全体像の解明を目指して本研究を実施した。 1)大腸菌には外界の9種類の金属の濃度を感知し応答する転写因子が少なくとも12種類存在する。マグネシウム、亜鉛、銅に応答する遺伝子群をDNAチィップを利用したマイクロアレイ解析で同定した。 2)これら金属応答遺伝子群を支配する転写因子を解析し、マグネシウム応答のPhoP、亜鉛応答のZntR、rとCpxR、銅応答のCueR, CusR及びCpxRを同定した。加えて、機能未知であたYedWも金属応答に関与している可能性を示唆した。 3)金属応答遺伝子群からプロモーターを単離し、新たに開発した蛍光蛋白二成分ベクターに挿入し、各転写因子欠損変異系統大腸菌でのプロモーターの転写シグナルとしての活性と制御を解析し、同定した転写因子による支配を実証した。 4)金属応答転写因子支配下遺伝子の単離プロモーターと、全転写因子の純化標品を用いて、試験管内転写反応で転写因子作用様式を系統的に解析する。試験管内転写反応系を利用して、転写因子の金属に応答し活性制御機構を解析した。 5)金属応答転写因子各成分に対する抗体を作製し、イムノブロット法を用いて、外界金属濃度変化に相した金属応答転写因子群の大腸菌内濃度の変化を系統的に観測した。 これら結果を総合して、大腸菌の外界金属変化への応答の遺伝子制御の全体像を提案した。
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[Journal Article] The fission yeast protein, Ker1p, is an ortholog of RNA polymerase I subunit A14 in Saccharomyces cerevisiae, and is required for stable association of Rrm3 and RPA21 in Pol I.2005
Author(s)
Imazawa, Y., Hisatake, K., Mitsuzawa, H., Matsumoto, M., Tsukui, T., Nakagawa, K., Nakadai, T., Shimada, M., Ishihama, A., Nogi, Y.
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Journal Title
J.Biol.Chem. 280(12)
Pages: 11467-11474
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[Journal Article] uvrA and pric genes involved in DNA repair and replication are negatively regulated by ArcA in Escherichia coli K12.2005
Author(s)
Ogasawara, H., Teramoto, J., Hirao, K., Yamamoto, K., Ishihama, A., Utsumi, R.
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Journal Title
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[Journal Article] Cross-talks in signal transduction network among all two-component systems in Escherichia coli.2005
Author(s)
Yamamoto, K., Hirano, K., Ohshima, T., Aiba, H., Utsumi, R., Ishihama, A.
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Journal Title
J.Biol.Chem. 280(2)
Pages: 1448-1456
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[Journal Article] Signal transduction cascade between EvgA/EvgS and PhoP/PhoQ two-component systems of Escherichia coli.2004
Author(s)
Eguchi, Y., Okada, T., Minagawa, S., Oshima, T., Mori, H., Yamamoto, K., Ishihama, A., Utsumi, R
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Journal Title
J.Bacteriol. 186(10)
Pages: 3006-3014
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[Journal Article] High level activity of (2',3'9-oligoadenylate synthetase in dog serum.2004
Author(s)
Iwata, A., Yamamoto, A., Fujino, M., Sato, I., Hosokawa-Kanai, T., Tuchiya, K., Ishihama, A., Sokawa, Y
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Journal Title
J.Vet.Med.Sci. 66(6)
Pages: 721-724
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[Journal Article] Fundamental structural units of the Escherichia coli nucleoid revealed by atomic force microscopy.2004
Author(s)
Kim, J., Yoshimura, S.H., Hizume, K., Ohniwa, R.L., Ishihama, A., Takeyasu, K.
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Journal Title
Nucleic Acids Res. 32(6)
Pages: 1982-1992
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[Journal Article] Genome architecture studied by nano-scale imaging: Analyses among bacterial phyla and their implications to eukaryotic genome folding.2004
Author(s)
Takeyasu, K., Kim, J., Ohniwa, R.L., Kobori, T., Inose, Y., Morikawa, K., Ohta, T., Ishihama, A., Yoshimura, S.H
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Journal Title
Cytogenet.Genome Res. 107(1-2)
Pages: 38-48
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[Journal Article] Identification and characterization of antibacterial agents that inhibit the essential histidine kinase, YycG, from Baccilus subtilis and Staphylococcus aureus.2004
Author(s)
Watanabe, T., Hashimoto, Y., Yamamoto, K., Hirao, K., Ishihama, A., Fukamizo, T., Hino, M., Utsumi, R.
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Journal Title
J.Antibiot. 56(12)
Pages: 1045-1052
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[Journal Article] Modes of action of the TyrR protein, which result in repression and activation of the tyrP promoter of Escherichia coli.2004
Author(s)
Yang, J., Hwang, S., Camakaris, H., Irawaty, W., Ishihama, A., Pittard, J.
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Journal Title
Mol.Microbiol. 52(1)
Pages: 243-256
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[Journal Article] A unifying model for the role of polyamines in bacterial cell growth: the polyamine modulon.2004
Author(s)
Yoshida, M., Kashiwagi, K., Shigemasa, A., Shigemasa, A., Taniguchi, S., Yamamoto, K., Makinoshima, H., Ishihama, A., Igarashi, K
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Journal Title
J.Biol.Chem. 279(44)
Pages: 46008-46013
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[Journal Article] Role of a nonnatural b-C-nucleotide unit in DNA as template for DNA and RNA syntheses and as substrates for nucleolytic digestion.2003
Author(s)
Aketani, S., Tanaka, K., Yamamoto, K., Ishihama, A., Cao, H., Tengenji, A., Shionoya, M.
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Journal Title
Eur.J.Pharm.Sci. 20
Pages: 43-51
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[Journal Article] Transcription regulation of the drug efflux genes by EvgAs, a two-component system in Escherichia coli.2003
Author(s)
Eguchi, Y., Oshima, T., Mori, H., Aono, R., Yamamoto, K., Ishihama, A., Utsumi, R.
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Journal Title
Microbiology 149(10)
Pages: 2819-2828
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[Journal Article] Recruitment of σ^<54>-RNA polymerase to the Pu promoter of Pseudomonas putida through integration host factor-mediated positioning switch of subunit carboxy-terminal domain on an UP-like element.2003
Author(s)
Macchi, R., Montesissa, L., Murakami, K., Ishihama, A., de Lorenzo, V., Bertoni, G.
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Journal Title
J.Biol.Chem. 278(30)
Pages: 27695-27702
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[Journal Article] Growth phase-coupled alterations in cell structure and function of Escherichia coli.2003
Author(s)
Makinoshima, H., Aizawa, S., Hayashi, H., Miki, T., Nishimura, A., Ishihama, A
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Journal Title
J.Bacteriol. 185(4)
Pages: 1338-1345
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[Journal Article] Identification and molecular characterization of Mg(II)-regulon of Escherichia coli.2003
Author(s)
Minagawa, S., Ogasawara, H., Kato, A., Yamamoto, K., Eguchi, T., Oshima, T., Mori, H., Ishihama, A., Utsumi, R.
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Journal Title
J.Bacteriol. 185(13)
Pages: 3696-3702
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[Journal Article] The fission yeast RPA51 is a functional homolog of the budding yeast A49 subunit of RNA polymerase I and required for maximizing transcription of ribosomal RNA.2003
Author(s)
Nakagawa, K., Hisatake, K., Imazawa, Y., Ishiguro, A., Matsumoto, M., Pape, L., Ishihama, A., Nogi, Y.
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Journal Title
Genes Genet.Syst. 78
Pages: 199-209
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[Book] Meth.Enzymol.2003
Author(s)
Meares, C.F., Datwyler, S.A., Schmidt, B.D., Owens, J., Ishihama, A.
Total Pages
330
Publisher
Academic Press, New York