細菌染色体の複制開始と制御の分子機構とその進化に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61440092
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 吉川 寛 大阪大学, 医学部, 教授 (70019876)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 守家 成紀 大阪大学, 医学部, 助手 (40191051) ; 小笠原 直毅 大阪大学, 医学部, 講師 (10110553)
• Keywords: 枯草菌 / シュードモナス菌 / 染色体の複製 / dnaA遺伝子 / DnaAーbox / oriC

Research Abstract

染色体複製の開始反応の調節は, 細胞増殖制御の中心であるにもかかわちず, その詳細は不明である. 我々は, 枯草菌染色体の複製開始領域の構造と機能を解析し, 大腸菌で知られていた, 複製開始遺伝子dnaAとその産物の作用配列(DnaAーbox)が保存されていることを見出した. 本研究は枯草菌染色体複製開始における, 両者の役割を明らかにすると共に,dnaA遺伝子とDnaAーboxが原核生物に普遍的に保存されている可能性の検証を目ざした. 第1の課題については, 枯草菌でDnaAーboxが複製開始の制御に関与していることを明確に示すことに本年度成功した. 昨年度までの研究より, 枯草菌dnaA遺伝子の前後に存在するDnaAーboxクラスターを含む領域を多コピー数プラスミドに挿入すると, 枯草菌への導入が阻害され, それは染色体複製との不和合性が原因であることが示されていた. こうしたプラスミドよりDnaーboxの一部を欠失させると, 導入可能となるが, 菌の増殖速度を低下させることが見出された. その時, 菌中のDNA量は低下しており, 複製開始が特異的に抑制されていた. 更に, 増殖速度が低下した菌より得られた, 元の増殖速度への復帰株に含まれるプラスミドでは, 挿入されたDnaAーbox中に塩基置換が生じており, プラスミド上のDnaAーboxが染色体菱製開始を抑制することが証明された. 第2の課題については, シュードモナス菌より, 大腸菌dnaA遺伝子DNAと相同なDNA断辺を単離しその塩基配列を決定することにより, シュードモナスにもdnaA遺伝子はDnaAーboxが保存されていることを明らかにした. 興味深いことに, シュードモナスDnaA蛋白のアミノ酸配列は枯草菌より大腸菌に相同性が高く進化系統樹と一致するが, dnaA遺伝子の上流にDnaAーboxクラスターが存在し, DnaAーboxの配置は枯草菌型であった. 枯草菌・シュードモナスでの配置が原核生物の原型であり, 大腸菌oriC配列はそれより転座したものであろう.

Research Products

• [Publications] Shigeki Moriya: Genetics and Biotechnology of Bacilli.2. (1988)
• [Publications] 吉川 寛: 代謝. 24. 467-477 (1987)
• [Publications] 小笠原 直毅: 細胞工学. 6. 6-15 (1987)