2021 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of the whole set of the constitutive promoters in Escherichia coli
| Project/Area Number |
19K06618
|
|---|
| Research Institution | Meiji University |
|---|
Principal Investigator |
島田 友裕 明治大学, 農学部, 専任准教授 (10535230)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ゲノム転写制御 / gSELEX法 / 大腸菌 / RNAポリメラーゼ / シグマ因子RpoN / 窒素欠乏 / Repressive promoter |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
微生物ゲノムの転写制御機構の全体像を正確に理解するためには、RNAポリメラーゼホロ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]を区別して同定する必要がある。研究代表者は、一つの生物としては個々の遺伝子情報が最も蓄積している大腸菌をモデル生物として、Genomic SELEX法(gSELEX法)によって、これまでに大腸菌の全７種類のシグマ因子のうち５種類について、Constitutive promoterの決定に成功してきた。本研究では残す２種類のうち、窒素関連遺伝子群のシグマ因子RpoNについて解析を実施した。
RpoNはホロ酵素単独でプロモーターの認識は可能であるが、転写の開始や活性化にはエンハンサーと呼ばれる転写因子の補助を必要とする。そこで、RpoNホロ酵素単独、NtrC単独、そしてNtrC存在下におけるRpoNホロ酵素のゲノム上結合領域をgSELEX法で決定した。転写制御機構を解析したところ、標的遺伝子群の多くは定説通りに窒素欠乏によりRpoNホロ酵素およびNtrCによって発現が誘導されたが、それに対して、いくつかの標的遺伝子は抑制されることを見出した。さらに解析したところ、RpoNホロ酵素およびNtrCによる抑制化は、細胞増殖のための遺伝子発現に必要なRpoDホロ酵素と拮抗することにより引き起こされていることを実証した。これらの結果から、RNAポリメラーゼRpoNホロ酵素が遺伝子発現に抑制的に作用することが明らかとなり、このプロモーターを[Repressive promoter （抑圧的プロモーター）]と命名した。
この研究成果は、RNA合成酵素（RNAポリメラーゼ）が遺伝子発現に抑制的に作用するという新規な機能を示すと共に、微生物が窒素欠乏に応答するための遺伝子群や発現させるための分子機構を理解・応用するために役立つと考えられる。
|
Research Products
(10 results)
