2021 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of phenotype diversification by bacterial methylome
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18K14672
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
古田 芳一 北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 講師 (40613667)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | メチル化酵素 / エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バクテリアにおいて、DNAメチル化はどのようなメカニズムで表現型の変化をもたらすのか。この問いに答えるため、ワンハイブリッド法を用いて多様なターゲット配列を持つDNAメチル化酵素を開発し、これを用いてメチロームの多様性を持つ大腸菌ライブラリを構築することを目指した。並行して、未だ認識配列が明らかとなっていないDNA修飾酵素について認識配列を明らかにし、より多様な配列のメチル化を含むライブラリの構築を目指した。
前者については、元のDNA修飾酵素と異なるターゲット配列を持つ酵素が選択されたものの、元の酵素のターゲット配列が残るため特異性が不十分な場合や、活性が極端に弱くなるなど、理想的な活性を持つ酵素を得ることは難しかった。一方、後者については、解析
したメチル化酵素の中で、未知の認識配列を持つDNA メチル化酵素が見出された。炭疽菌の保持するDNA メチル化酵素M.BatI について詳細に解析を行ったところ、GCWGC の配列モチーフについてはDNA の両方の鎖をメチル化し、GCSGC の配列モチーフについてはDNA の片方の鎖のみをメチル化する、というこれまでに知られていなかった複雑なターゲット配列を持つDNA修飾酵素を発見できた。また、大腸菌にてこのDNA メチル化酵素を発現す
ると細胞死が誘導されるなど、珍しい活性を持つことがわかった。今後はこうした複雑なメチル化を施すDNAメチル化酵素の役割や、環境中のバクテリア中のメチル化パターンの多様性について、解析を行っていく。
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