2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the regulatory mechanism of virulence expression by the retron containing reverse transcriptase gene in Vibrio cholerae
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18K07113
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
島本 整 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (90187443)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
成谷 宏文 十文字学園女子大学, 人間生活学部, 教授 (30452668)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | レトロン / msDNA / 逆転写酵素 / コレラ菌 / Vibrio cholerae / Vibrio mimicus |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌逆転写酵素は，RNA-DNA複合体（msDNA）の合成を行っている。逆転写酵素遺伝子（ret）は，ゲノム上でmsDNAをコードする領域（msr-msd）とともにレトロンと呼ばれるオペロンを形成しており，一種の可動性遺伝因子だと考えられている。これまでにコレラ菌のレトロン-Vc95とmsDNA-Vc95の病原性発現調節との関与が示唆されている。
今年度の研究では，レトロンの発現状況を簡便にモニタリングするためのコレラ菌レポーター株を利用して，さまざまな培養条件下でレトロンの発現状況を解析した。この株は，コレラ菌が保有しないβ-グルクロニダーゼ遺伝子（gusA）をレポーター遺伝子としてレトロンのプロモーター下に挿入したものであり，GusA活性によってレトロンの発現量を簡便に測定できる。異なる濃度のNaClを添加してレトロンのプロモーター活性（GusA活性）を測定したところ，0.5 M NaClの添加で0 Mに対して約1/2の活性となり，0.75 Mの添加で約1/3の活性となった。また，窒素源と炭素源の欠乏状態ではレトロンの発現量は約半分程度に低下したが，リン酸欠乏状態ではほとんど活性に変化は認められなかった。さらに，鉄のキレート剤（bipyridyl）によって鉄を制限するとレトロンの発現量は2/3程度に低下した。以上の結果より，コレラ菌のレトロン-Vc95はさまざまなストレス環境下で発現量が低下することが明らかになった。
また，Vibrio mimicusのレトロン-Vm85の解析を行ったところ，direct repeatに挟まれたレトロンとintegraseなどの遺伝子を含む約12 kbの領域がtRNA dihydrouridine synthase遺伝子内に挿入された構造となっていた。さらに，レトロンも挿入された二重構造となっていることが明らかになった。
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