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大腸薗の染色体複製開始に関与する新しい遺伝子として同定したdnaRは、構造解析の結果、ヌクレオチド生合成に与るフォスフォリボシルピロリン酸合成酵素の遺伝子prsであった。温度感受性変異株dnaRは、染色体複製の開始が抑えられる高温で、染色体のoriC領域をもち自律増殖するoriCプラスミドの複製を許す。したがって、大腸薗の染色体複製には、prs遺伝子のdnaR機能に依存した特異な開始制御系が働いていると考えられる。
本研究は、大腸薗染色体の複製開始過程においてdnaR(prs)遺伝子と連携して働く遺伝子を同定し、それらとdnaRおよびイニシエーターとして働くdnaR遺伝子との機能的相関関係を遺伝的生化学的に解析し、複製開始の制御系を構成する因子とその機能を明らかにしていくことを目的する。本年度の研究結果から、dnaR遺伝子が染色体複製の開始過程においてdnaR遺伝子と共役して働くことが明らかになった。
dnaR変異株は、dnaA遺伝子に特定な変異を起こしたとき、高温で生育できるようになるこどが、dnaRとdnaA両遺伝子に温度感受性変異をもつ株の温度非感受性への自然復帰を解析することによってわかった。このサプレッサーdnaA遺伝子をもつdnaR変異株は、dnaR変異をもつ株が複製開始能を失う高温で、oriCから複製を開始できる。高温でのDNA合成と細胞増殖はアリルを異にする特定のdnaR変異遺伝子あるいは野生型dnaA遺伝子をもつ多コピープラスミドの存在によって抑えられる。これらの結果から、サプレッサーをもつdnaR変異株は高温においてdnaAとdnaR両変遺伝子の機能に依存して複製を開始していることがわかった。したがって、prs遺伝子は、ヌクレオチド前駆体であるPRPPの合成に与るだけではなく、dnaA遺伝子のイニシエータ機能の発現に必須な機能を担っていると言える。
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