2002 Fiscal Year Annual Research Report
セパシア菌ゲノムを構成する3種染色体の構造とその可塑性に関する研究
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14014203
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
津田 雅孝 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90172022)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤田 宏之 独立行政法人農業環境技術研究所, 生物環境安全部, 主任研究官 (40354055)
永田 裕二 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教授 (30237531)
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| Keywords | セパシア菌 / ゲノム構造 / 染色体理知図 / 複数本染色体 / 遺伝子クローニング / トランスポゾン挿入変異 / 可動遺伝因子 |
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| Research Abstract |
ヒトや動植物への病原性、植物病原菌駆除能、環境汚染物質も含む多様な有機化合物資化能をもつセパシア菌ATCC17616株では、ゲノムが3.4Mb,2.5Mb,0.9Mbの3種環状染色体から構成され、生育環境変動により各染色体が大規模な再編成を示す結果、新規形質を容易に獲得する。各染色体の構成原理と構造的動態、そして再編成と染色体進化を司る分子機構の実験的提示をめざし、以下の成果を得た。
1.Tn5誘導体挿入突然変異の更なる解析から、窒素代謝レギュロンの統括的転写制御因子遺伝子rpoNとntrCの3.4Mb染色体支配を見出した。また、本染色体にはヒスチジン合成に必要な全his遺伝子クラスターが、そして、2.5Mb染色体のleuCDB近傍にはtrpFBAクラスターが存在していた。これら遺伝子のゲノムでのコピー数は1であった。
2.多くの細菌種とは異なり、3.4Mb染色体上のrpmH-dnaA間には染色体複製開始起点は存在しなかった。両遺伝子と隣接性がなかった3.4Mb染色体分配関連遺伝子領域は通常細菌染色体の当該領域と高い構造的相同性を示すgidA-gidB-parA-parBの構造を有し、parA-parB破壊株の富栄養条件での生育には顕著な欠損はなかった。一方、2.5Mb染色体のparAはプラスミド型の遺伝子構造を持っていた。
3.0.9Mb染色体には、高鉄濃度で転写促進されるチトクロームcオキシダーゼ遺伝子クラスターとともに、ISやIS関連転移酵素遺伝子が50%を占める12kbの領域が存在することが判明した。
4.塩基配列決定と可動遺伝因子捕捉系で同定した10種ISはゲノムで8コピー以下であり、これらISの転移がゲノム再編成に深く関与する可能性は高くなかった。また、ISBmu2とISBmu4はIS5グループ、IS408とISBmu6はIS21グループに属することが判明した。
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[Publications] Masahiro Sota: "Characterization of a class II defective transposon carrying two haloacetate dehalogenase genes from Delftia acidovorans plasmid pUO1"Applied and Environmental Microbiology. 68. 2307-2315 (2002)
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[Publications] Hiroyuki Sawada: "Phylogenomic study of the OCTase genes in Pseudomonas syringae pathovars : horizontal transfer of argK-tox cluster and the evolutionary history of OCTase genes on their genomes"Journal Molecular Evolution. 54. 437-457 (2002)
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[Publications] Michal Bohac: "Halide-Stabilizing residues of haloalkane dehalogenases studied by quantum mechanic calculations and site-directed mutagenesis"Biochemistry. 41. 14272-14280 (2002)
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[Publications] Hiroyuki Genka: "Site-specific recombination system encoded by toluene catabolic transposon Tn4651"Journal of Bacteriology. 184. 4757-4767 (2002)
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[Publications] Yuji Nagata: "Reconstruction of Mycobacterial dehalogenase Rv2579 by cumulative mutagenesis of haloalkane dehalogenase LinB"Applied and Environmental Microbiology. 69(In press). (2003)
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[Publications] Harunobu Komatsu: "Distribution and organization of auxotrophic genes on the multichromosomal genome of Burkholderia multivorans ATCC17616"Journal of Bacteriology. 185(In press). (2003)
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[Publications] 永田裕二, 遠藤銀朗他: "人に役立つ微生物のはなし(くらしの中の科学と生物8)"学会出版センター(東京)羽柴輝良編集. 227 (2002)
