2017 Fiscal Year Research-status Report
大腸菌ゲノム転写制御における全シグマ因子の支配下全プロモーターの決定
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16K07195
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
島田 友裕 明治大学, 農学部, 専任講師 (10535230)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ゲノム転写制御 / RNAポリメラーゼ / シグマ因子 / Constitutive promoter / Inducible promoter / 大腸菌 / Genomic SELEX (gSELEX) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子発現の本質を理解するためには、RNAポリメラーゼ酵素が単独で認識できる[Constitutive promoter]と、認識に何らかの補助因子が必要な[Inducible promoter]とを区別する必要がある。本研究は大腸菌をモデル生物として、Genomic SELEX法 (gSELEX法)によって、大腸菌の全７種類のシグマ因子のConstitutive promoterの同定を目指して実施されている。
今年度は、昨年度実施したgSELEXの結果について、詳細な解析を行った。その結果、RpoD, RpoN, RpoS, RpoH, RpoF, RpoEの６種類のシグマ因子について、既知の標的プロモーターに加えて、新規のプロモーターが同定された事が確認された。その中でも特に明確な新規の機能が同定された、RpoS, RpoH, RpoF, RpoEについて解析を進めた。gSELEXによって同定されたこれらのゲノム上の結合領域数は、それぞれ218、133、105、126であり、近傍の遺伝子の配置から見積もられたConstitutive promoter数のそれぞれ最少数と最大数は129-179、101-142、34-41、77-106であった。この情報に基づいてそれぞれのプロモーターリストを作成し、 既知のプロモーターと比較する事で、Inducible promoterについても考察した。また、全７種類のシグマ因子について、対数増殖期および定常期の細胞内のシグマ因子の濃度を測定し、その結果と合わせて、シグマ因子によるゲノムの遺伝子発現の全体像を考察した。これらの成果を基に学術論文を作製し、PLoS ONE誌にて発表した。
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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
全７種類のシグマ因子について、それぞれホロ酵素を形成させてgSELEX-chip解析を行ったところ、６種類のシグマ因子についてゲノム上の結合領域の同定に成功した。さらにその結果から、４種類のシグマ因子について標的プロモーターを解析し、それぞれのConstitutive promoterのリストを作成した。また、増殖相に応じた全７種類の細胞内濃度の測定に成功した。それらの結果から、ゲノムレベルでの遺伝子発現の選択性について考察を行い、学術論文として発表した。これらの成果から、研究が順調に進行していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きgSELEX-chipで得られたRpoNの結果について、詳細な解析を進める。まずは、プロモーターリストを完成させ、データベースにある既知のプロモーターとの比較を行う。そして、新たに同定される制御ネットワークの役割について考察していく。さらにConstitutive promoterとInducible promoterの役割についても解析を進めていく。
FecIについては他のシグマ因子と同様の条件において実験を行ったが、gSELEX-chipで良い結果が得られなかった。FecIは低温下やグルタミン酸カリウムの存在下で安定性が上昇する事、またFecIとRNAPとのホロ酵素の形成は補助因子FecRの存在下で安定性が上昇する事が報告されている。そのため、このような条件下におけるgSELEX解析の実施を計画している。
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Research Products
(4 results)
