宿主染色体との協調的相互作用による分解プラスミドのゲノム機能に関する研究

• Project/Area Number: 07J03864
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 宮腰 昌利 Tohoku University, 大学院・生命科学研究科, 特別研究員PD
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 分解プラスミド / Pseudomonas / マイクロアレイ / プラスミド分配 / 接合伝達 / ゲノミックアイランド

Research Abstract

IncP-7群トルエン分解プラスミドpDK1はPseudomonas属細菌で安定に保持されたが、例外的にKT2440株では極度に不安定である。KT2440株においてparIの遺伝子破壊によりミニプラスミドの安定性が向上し、一方でP.fluorescens Pf-5株においてparIをLacI^q制御下にあるtacプロモーターから発現させたところIPTG濃度依存的にミニプラスミドは不安定化した。以上から、ParIがIncP-7群プラスミドの分配を阻害するKT2440株特異的宿主因子であることが明らかになった。また、セントロメア様配列parSの数が多いほどParIによる不安定化の影響を受けやすいことが示された。次に、ParIの分配阻害活性にはParIのATPaseドメインが必須であることが示された。また、ParBのR-fingerと考えられるArg93をLys、Alaに置換することでミニプラスミドの安定性は顕著に減少し、これらのParB変異型ミニプラスミドばParIによる分配阻害を受けなくなることが明らかになった。以上の結果からParIはParBのR-fingerにおいてParAと競合することで分配を阻害することが推測された。
昨年度までに自己伝達性広宿主域プラスミドRP4の接合伝達過程で一過的に誘導される転写産物をマイクロアレイで検出することに成功した。受容菌では、リプレッサーの制御下にある複数のオペロンの転写が顕著に誘導された。一方供与菌では、oriT近傍に存在するtraJオペロンが顕著に転写誘導されることを見出した。5'-RACE法によりtraJの転写開始点を同定したところ、転写開始点は伝達始点よりも24塩基上流に位置することが明らかになった。traJ mRNAの5'末端24塩基は伝達鎖を鋳型とすることから、traJオペロンが転写されるのは伝達鎖が供与菌内に存在する場合、すなわち伝達開始前もしくは相補鎖合成後に限定されることを示した。

Research Products

• [Journal Article] Response of the Pseudomonas host chromosomal transcriptome to carriage of the IncP-7 plasmid pCAR1 (2010)
  • Author(s): 新谷政己、高橋裕里香、徳丸裕樹、門田幸二、原啓文、宮腰昌利、内藤邦彦、山根久和、西田洋巳、野尻秀昭
  • Journal Title: Environmental Microbiology (未定)(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel organization of aromatic degradation pathway genes in a microbial community as revealed by metagenomic analysis (2009)
  • Author(s): 末永光、小山芳典、宮腰昌利、宮崎亮、矢野大和、曽田匡洋、大坪嘉行、津田雅孝、宮崎健太郎
  • Journal Title: The ISME Journal 3 Pages: 1335-1348
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-resolution mapping of plasmid transcriptomes in different host bacteria (2009)
  • Author(s): Masatoshi Miyakoshi
  • Journal Title: BMC Genomics 10 Pages: 12-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transcriptome analysis of Pseudomonas putida KT2440 harboring the completely sequenced IncP-7 plasmid pCAR1 (2007)
  • Author(s): Masatoshi Miyakoshi
  • Journal Title: Journal of Bacteriology 189 Pages: 6849-6860
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ゲノミックアイランド由来ParAホモログによるプラスミド分配阻害 (2010)
  • Author(s): 宮腰昌利、大坪嘉行、永田裕二、津田雅孝
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-03-30
• [Presentation] Transcriptome analysis of plasmid conjugative transfer (2010)
  • Author(s): 宮腰昌利
  • Organizer: Max Planck Institute for Infection Biology Symposium
  • Place of Presentation: ベルリン、ドイツ
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] 自己伝達性プラスミドの接合伝達過程において転写活性化されるプロモーターの解析 (2010)
  • Author(s): 宮腰昌利、大坪嘉行、永田裕二、津田雅孝
  • Organizer: 日本ゲノム微生物学会
  • Place of Presentation: 博多
  • Year and Date: 2010-03-09
• [Presentation] IncP-7群プラスミドの分配機構を介した宿主特異性 (2009)
  • Author(s): 宮腰昌利
  • Organizer: 2009年度日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 博多、福岡県
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 自己伝達性プラスミドの接合伝達過程における転写誘導 (2009)
  • Author(s): 宮腰昌利
  • Organizer: 第3回日本ゲノム微生物学会
  • Place of Presentation: 東京、東京都
  • Year and Date: 2009-03-06
• [Presentation] Reconstruction of transcription networks by the conjugative transfer of IncP plasmids (2008)
  • Author(s): Masatoshi Miyakoshi
  • Organizer: International Plasmid Biology Conference 2008
  • Place of Presentation: Gdansk, Poland
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] Pseudomonas putida KT2440株のゲノミックアイランドに存在するparAホモログのIncP-7プラスミドによる転写誘導 (2008)
  • Author(s): 宮腰昌利
  • Organizer: 第2回日本ゲノム微生物学会
  • Place of Presentation: 大阪、大阪府
• [Presentation] High-Resolution Mapping of Plasmid Transcriptome in Different Host Bacteria (2007)
  • Author(s): Masatoshi Miyakoshi
  • Organizer: ASM Conference on Pseudomonas 2007
  • Place of Presentation: Seattle, Washington
• [Remarks]
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/joho/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/joho/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/joho/index.html