2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of growth and survival mechanism using bacterial reduced genome system
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15K06922
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
加藤 潤一 首都大学東京, 理学研究科, 教授 (10194820)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 酸化ストレス耐性 / 尿酸分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物の増殖および生命システムを維持するための基本的なメカニズムの解明を目指して、大腸菌を材料に、特に我々が作製してきた染色体広域欠失変異群、ゲノム縮小株を利用して、以下の研究を行った。
酸化ストレス耐性に関与する遺伝子として同定した機能未知遺伝子aegAとそのパラログのygfTの解析から、これまでブラックボックスであった大腸菌における尿酸分解が明らかになった。まずaegAとygfTの発現についての解析から、両者の微好気および嫌気条件での発現量の増大、およびygfTの尿酸による発現誘導が明らかになった。そこでaegA, ygfT変異株について、尿酸を単一窒素源とした時の生育について調べたところ、aegA ygfT二重欠損株では尿酸依存的な増殖が見られず、またその時の培地中の尿酸の減少も認められないことがわかり、aegA, ygfTが尿酸分解に関与することがわかった。さらに機能的に関連する遺伝子群についての解析から、aegA およびygfTが関わる尿酸の分解には、ギ酸およびギ酸脱水素酵素Hが関与することも明らかになった。これまで種々の生物の尿酸分解については好気的な代謝経路が同定されていたが、本研究により新規な代謝経路が存在し、通性嫌気性および嫌気性細菌においても尿酸が重要な窒素源として利用されることが示唆された。AegA, YgfTは余剰な電子を尿酸分解経路により処理することで活性酸素種の発生を抑える酸化ストレス耐性機構としても機能している可能性が考えられる。
また２種類のカタラーゼ（KatE, KatG）、３種類のスーパーオキシドディスムターゼ（SodA, SodB, SodC）、１種類のペルオキシダーゼ（AhpCF）の遺伝子の欠失変異が増殖、生存に与える影響について調べた結果、増殖期または定常期の初期ではAhpCF、定常期ではSodBの機能が重要であることが示唆された。
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[Journal Article] Subunit composition of ribosome in the yqgF mutant deficient in pre-16S rRNA processing of Escherichia coli.2018
Author(s)
Kurata, T., Nakanishi, S., Hashimoto, M., Taoka, M., Isobe, T., and Kato, J.
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Journal Title
Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology
Volume: 28
Pages: 179-182
DOI
Peer Reviewed
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