2008 Fiscal Year Annual Research Report
大腸菌におけるsRNAを介したシグマE依存性プログラム死経路の解明
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20580080
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
山田 守 Yamaguchi University, 大学院・医学系研究科, 教授 (30174741)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村田 正之 山口大学, 大学院・医学系研究科, 非常勤研究員 (30452634)
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| Keywords | 大腸菌 / small RNA / 溶菌 / シグマE / 細胞死 |
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| Research Abstract |
微生物におけるプログラム細胞死は、枯草菌の胞子形成母細胞の死などで一部知られるが、その生理的意義を含めて詳細な分子機構はほとんど明らかでない。本申請課題では、「シグマE(RNAポリメラーゼのサブユニット)依存性プログラム細胞死(PCD)」のカスケード解明を目的とする。本細胞死は、申請者らが見出した現象であるが、長らくその分子機構は不明であった。最近、small RNA(sRNA)のmicAやrybBが関与し、それらが0mpの発現を抑制し、溶菌に至ることが判明したことから、本研究では、そのカスケードの開始と最終段階に焦点を当てた。すなわち、「カスケードを誘導するシグナル」と「Ompの発現抑制から溶菌まで」を解析する。この機構の解明は、発酵細菌の細胞死や溶菌の抑制あるいは病原菌の繁殖抑制などの技術として発酵産業や衛生等に活かされると期待される。
初年度の研究によって、「カスケードを誘導するシグナル」の検討を行ったところストレスの中で内在性の活性酸素種がシグナル分子であることが示唆された。定常期初期、活性酸素種が一過的に蓄積し、それに伴ってコロニー形成不能細胞が増加することが明らかとなった。さらに、その直後から溶菌が観察されたことから、シグマE依存性PCDがスタートすることが示された。溶菌の評価に申請の高速液体クロマトを用いた。一方、「Ompの発現抑制から溶菌まで」の解析の結果、Mg2+が溶菌を抑制し、EDTA処理によってその抑制が解除され迅速に溶菌へ導かれたことから、Mg2+は細胞の外側から外膜の破壊をくい止めていると推測された。これまでの結果と合わせて考えると、カスケードはシグマE発現増加〓sRNA(mica rybB)発現増加〓0mp(ompA, ompC, ompW)発現低下とすすみ、最終的に膜構造が弱くなり膜破壊がおこるものと推測される。
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