2014 Fiscal Year Research-status Report
レトロンとmsDNAによる病原性発現制御とゲノム進化における役割
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25460532
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
島本 整 広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (90187443)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島本 敏 広島大学, 生物圏科学研究科, 助教 (70583136)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 病原性 / レトロン / コレラ菌 / msDNA / ビブリオ属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コレラ菌（Vibrio cholerae）O1 El Tor株のレトロン-Vc95に含まれる機能未知の２つのopen reading frame（ORF）の中で，特にorf540に注目して研究を行った。これまでに酵母two hybrid法によってORF540と相互作用するタンパク質として，嫌気的条件下での遺伝子発現制御に関与することが知られている二成分制御系センサーキナーゼタンパク質であるArcBが候補の１つとして見つかっている。本研究では，コレラ菌のarcB欠損変異株を作製し，RNA-seq法によって全遺伝子発現量の網羅的解析を行い，野生株との比較を行った。その結果，arcB変異株において代謝系遺伝子を中心に370以上の遺伝子の発現量に影響が認められた。また，変異株のカイコ幼虫に対する病原性は，野生株よりも低いことが明らかとなった。
一方，コレラ菌classical（古典型）株のレトロン-Vc95において，orf540内の1塩基が欠失することによってフレームシフトが起こり，遺伝子が分断されていることを発見した。そこで，O1古典型コレラ菌におけるorf540の機能と病原性との関係をO1エルトール型やO139と比較し，解析を行った。O1古典型株において，orf540の下流側とorf540の下流に位置するorf205の発現量を調べたところ，極性効果によって変異部位より下流側の遺伝子発言量が低下していることが明らかとなった。また，一部の病原性関連遺伝子の発現量も有意に低下していたことから，orf540と病原性との関連が示唆された。
さらに，msDNA-Vc95がデコイとして遺伝子発現調節に関与している可能性を検証するため，msDNA結合タンパク質の候補となっているVC0176タンパク質が発現調節する可能性がある遺伝子について，ChIP-seq法によって網羅的解析を行った。
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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
当初の研究計画では，平成26年度の研究として，①レトロン内の機能未知遺伝子の解析，②カイコを利用した細菌の病原性解析，③msDNAに特異的結合能をもつタンパク質の単離，④レトロンの可動性の解析，⑤レトロンと薬剤耐性遺伝子（インテグロン）の可動性との関係の解析，を行うことになっていた。①，②，③については，当初の予定以上に進展しているが，④，⑤については，現段階でほとんど進展していない。総合的に判断して，「（２）おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画最終年度となる平成27年度は，現在著しい進展が認められる，①レトロン内の機能未知遺伝子の解析，②カイコを利用した細菌の病原性解析，③msDNAに特異的結合能をもつタンパク質の単離，の研究を中心に進める。
「①レトロン内の機能未知遺伝子の解析」については，酵母のtwo hybrid法による解析に加えて，実際のコレラ菌の環境に近い大腸菌のtwo hybrid法も利用して解析を進める。
また，「③msDNAに特異的結合能をもつタンパク質の単離」については，これまでにmsDNA結合タンパク質の候補となっているVC0176とVC0177タンパク質に加えて，未知のmsDNA結合タンパク質の単離・同定を行う。これまでに，コレラ菌菌体抽出物からカラムクロマトグラフィーとmsDNA磁気ビーズのアフィニティーによって候補となるタンパク質を3～4得ている。今後，それらの同定を行い，詳細な機能解析を行うことによって，コレラ菌の病原性との関係を明らかにしていく。
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Research Products
(8 results)
