2015 Fiscal Year Research-status Report
放線菌エネルギー代謝の恒常性維持と分化開始の連携メカニズム
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15K07370
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
上田 賢志 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (00277401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高野 英晃 日本大学, 生物資源科学部, 講師 (50385994)
西山 辰也 日本大学, 生物資源科学部, 助手 (10759541)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | Streptomyces / エネルギー代謝 / 遺伝制御 / 恒常性 / 二次代謝 / 形態分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Streptomyces coelicolor A3(2)のATP 合成酵素オペロンatpの発現制御に関わる蛋白質を同定するために、atpIのプロモーター領域をプローブとしたDNA アフィニティークロマトグラフィーとMSフィンガープリント解析による同定試験を行った。その結果、本プロモーターに特異的に結合する蛋白質の検出に成功し、得られた蛋白質の一つが細胞内のレドックスバランスに関わる転写調節蛋白質Rex であることが判明した。そこで、大腸菌を用いて調製した組換えRex 蛋白質を用いてゲルシフトアッセイを行ったところ、同プロモーター領域への特異的な結合が確認された。リプレッサーであるRex のDNA 結合活性はNADH によって阻害されることが知られているが、実際にここで観察したRex の同プロモーターに対する結合もNADH によって強く阻害されることが確認された。また、NADH と相互作用できないRexG102A 変異蛋白質についても調査した結果、予想通りDNA に対する結合はNADH 存在下においても阻害されなかった。さらに、同プロモーター中に存在するRex 結合配列(TGTG-6n-TTCAC)に変異を導入したプローブを用いてゲルシフトアッセイを行ったところ、Rex の結合は確認されなかった。これらの結果から、Rex はatpI プロモーター領域の結合配列を特異的に認識し、細胞内NADH 量に基づいてATP 合成酵素遺伝子群の転写量を調節する役割を担っていると考えられた。atpIプロモータ領域中のRex認識配列は、ゲノム解読がなされている全てのStreptomyces種に保存されていることから、今回見いだした転写調節機構は本菌群において普遍的に作動していることが強く示唆される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
レドックスを感知する制御蛋白質RexがATP合成酵素オペロンの転写調節にも関わることを明らかにした本成果は、当初計画した恒常性維持の転写調節メカニズムの解明を大きく進展させるものである。一方、同時に計画したbld遺伝子破壊株についての試験ならびに抗生物質の新たな役割に関する探索研究は実施が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
転写調節を担うと予想されるRex蛋白質について、その役割に関する詳細な検証を進める。特に、マイクロアレイ解析によって呼吸変異株で転写が上昇している遺伝子群について、その発現制御に対するRexの関与を調査する。また、実施が遅れているbld遺伝子破壊株についての試験ならびに抗生物質の新たな役割に関する探索についても鋭意進行を図る。
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