2015 Fiscal Year Research-status Report
アンサマイシン系抗生物質のHfq過剰発現による細胞分裂阻害の解除機構の解析
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15K14690
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高田 綾子 東京工業大学, 技術部, 技術職員 (20401565)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 抗生物質 / Hfq / RNA代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Hfqタンパク質は細胞分裂タンパク質FtsZの合成低下を引き起こし、細胞分裂を阻害する。この分裂阻害をRifampicinとStreptovaricin Cが解除し、コロニー形成を回復することを見出した。そこで、Rifampicin以外のアンサマイシン系抗生物質（Rifamycin SV、Rifabutin、Rifapentine、Rifaximin）がHfq過剰発現による細胞分裂阻害を解除するか検定を行った結果、検定したすべてのアンサマイシン系抗生物質によりコロニー形成が回復した。Rifampicin耐性rpoB変異を有する株を宿主とした場合は、アンサマイシン系抗生物質による回復が見られなかったことから、アンサマイシン系抗生物質はRNA ポリメラーゼを介して作用していることが示唆された。
また、アンサマイシン系抗生物質はRNA合成阻害剤であるため、Rifampicin以外のRNA合成阻害剤（Actinomycin D、Chlomomycin A3）について同様の検定方法により、Hfq過剰発現による細胞分裂阻害を解除するか検定した結果、コロニー形成を回復しなかった。
さらに、アンサマイシン系抗生物質（Rifampicin）によるHfq過剰発現による細胞分裂阻害の解除は、Hfqタンパク質の発現を制御している可能性がある。抗生物質作用時のHfqタンパク質および細胞分裂タンパク質FtsZの発現状態をウエスタンブロッティングにより確認した結果、コロニー形成の回復がみられる濃度において、Hfqタンパク質の発現が減少していた。したがって、アンサマイシン系抗生物質はHfqタンパク質の発現を抑制することにより、細胞分裂タンパク質FtsZの合成を上昇させ、コロニー形成を回復すると考えられる。
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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
アンサマイシン系抗生物質はHfq過剰発現による細胞分裂阻害を解除するが、アンサマイシン系抗生物質以外のRNA合成阻害剤は細胞分裂阻害を解除しないという知見が得られた。また、アンサマイシン系抗生物質はHfqタンパク質の発現を抑制することにより、細胞分裂タンパク質FtsZの合成を上昇させ、コロニー形成を回復する可能性が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
アンサマイシン系抗生物質はRNAポリメラーゼに直接作用して、RNA合成の開始反応を阻害する。そこで、RNAポリメラーゼβサブユニットをコードしRifampicin に耐性を示す各種rpoB変異の遺伝的背景において、Hfq過剰発現株を構築し、細胞分裂阻害が引き起こされるかどうか検証する。
また、Hfqタンパク質はsmall RNAを介して様々なタンパク質の発現を調節しているため、Hfqを過剰発現したrpoB変異株におけるsmall RNAの発現変化をリアルタイムPCRで解析する。
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| Causes of Carryover |
抗生物質が当初予定より安く購入でき、研究成果発表のための旅費が当初予定より安かったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試薬および消耗品の購入費に充てる。
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