2018 Fiscal Year Research-status Report
溶原性ファージと接合伝達因子(ICE)の部位特異的組換え装置は交換可能か？
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17K15252
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
鈴木 祥太 法政大学, マイクロ・ナノテクノロジー研究センター, 研究員 (00792714)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ファージ / ICE / Integrase / 部位特異的組換え |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌における遺伝子の水平伝播に関わる、溶原性ファージおよび接合伝達因子（ICE）のゲノムには、独自の部位特異的組換え酵素（Int）と切出し因子（Xis）がコードされており、宿主ゲノムへの組み込みと切り出しを制御している。このint-xisは欠陥プロファージにも保存されている。これまでの研究で、枯草菌168株に存在する溶原性ファージ(SPβ)、ICE(ICEBs1)および欠陥プロファージ(skin)のint-xisを入れ換えた、キメラファージ(SPβICEBs1とSPβskin)とキメラICE(ICEBs1SPβ)が作製されている。本年度は、これらのキメラファージとキメラICEを用いて、int-xisの交換によるファージおよびICEの質的な影響について解析を行った。その結果、SPβICEBs1およびSPβskinはストレス条件下で、野生型SPβと同じタイミングで切り出され、ファージ形成数および溶原化効率にわずかな低下が見られた。ICEBs1SPβの切り出しは野生型ICEBs1とほとんど差がなく、接合伝達効率への影響も見られなかった。したがって、int-xisの交換はファージおよびICEの細胞間移動に関わる本質的な機能への影響は少なく、int-xisは組換えに特化した独立性の高いユニットであることが示された。また、SPβと異なるゲノム位置に挿入されるSPβ類縁ファージφ3Tについて、不明だったxis遺伝子を同定し、φ3Tのint-xisを明らかにした。この結果より、φ3Tのint-xis遺伝子が切り出し後のゲノム上で隣接すること、φ3Tのint-xis近傍配列がSPβのint-xis近傍配列と相同性が高いことから、int-xisのセットが相同組換えにより交換され得ることが示唆された。
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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
H30年度の解析から、int-xisがファージやICEといった異なる可動性遺伝因子間で交換可能であり互換性を有すること、int-xisの交換がファージおよびICEが細胞間移動に関わる本質的な機能に対してほとんど影響を与えないことを明らかにし、その成果を投稿論文にまとめることができた（現在、査読中）。また今回得られた知見は、可動性遺伝因子におけるint-xisの交換機構の存在を示唆する有用な情報である。そして、φ3Tのint-xisの同定により得られた情報は、最終年度の予定であるint-xisを使ったベクター作製に利用できると期待されるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
枯草菌ファージSPβとφ3Tのように、高い相同性のゲノムを共有し、異なるint-xisシステムをもつファージの存在は、int-xisの交換機構が存在すると考えられる。また、ファージゲノムのintおよびxis遺伝子の配置および周辺のゲノム構造に相同性が高いことから、相同組み換えにより、int-xisをセットで交換可能であることが示唆される。今後は、ファージ間および可能性遺伝因子間におけるint-xisの交換機構について調べていく。これに平行して、同定されている可動性遺伝因子のint-xisを利用した組み込みと切り出しが可能なベクターの作製を行い、in vivoにおける長鎖DNAのクローニング方法について検討する。
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| Causes of Carryover |
H30年度に参加を予定していた学会への出席を１つ見送ったため。
H30年度の未使用額は、本研究の成果の論文出版および学会における発表のための経費として使用する。
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