放射線などで誘起される突然変異生成の分子機構:RecA,UmuD,Cタンパクの機能解析

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02454548
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 品川 日出夫 大阪大学, 微生物病研究所, 助教授 (40029799)
• 研究分担者: 雨村 光子 大阪大学, 微生物病研究所, 教務職員 (80159467) ; 牧野 耕三 大阪大学, 微生物病研究所, 助手 (20181620)
• キーワード: 放射線 / 突然変異 / DNA損傷 / SOS反応 / DNAポリメラ-ゼ / umuD,C遺伝子 / mucA,B遺伝子 / polB遺伝子

研究概要

1.UmuDおよびMucAのproteolytic processingの突然変異誘発における役割
大腸菌では放射線や多くの化学変異原によって突然変異が誘発されるためには、recA遺伝子の機能のほかにumuD,Cまたはそのアナログであるプラズミド由来のmucA,B遺伝子が必要である。DNA損傷を受けるとRecAタンパクは活性化されて、UmuDタンパクおよびMucAタンパクの自己切断を促進する。切断されたUmuDが突然変異生成反応における活性型であることを私達は証明した(論文1)。MucAについては切断を受けないものも、切断型と同様に活性をもつ可能性を示す実験結果を得た(論文2)。
2.大腸菌polB遺伝子の発現調節機構とDNAポリメラ-ゼIIの構造
大腸菌に存在する3種のDNAポリメラ-ゼの一つPolIIをコ-ドするpolB遺伝子がDNA損傷によって発現が誘導されるSOS遺伝子の一つであるdinAと同一であることを証明し、LexAプレッサ-結合領域をフットプリント法で同定し、転写開始部位およびプロモ-タ-構造を明らかにした(論文3,4)。polB遺伝子の塩基配列を決定し、そのコ-ドするDNAポリメラ-ゼIIが真核生物の染色体の復製に関与するポリメラ-ゼ群(α型DNAポリメラ-ゼ)と高いホモロジ-をもつことを発現した(論文4)。クロ-ニングしたpolBをランナウェイベクタ-に乗せて、polIIを大腸菌で200倍も増産させることができた。この多量生産系を利用して、DNAポリメラ-ゼIIを高度に精製することができ、現在その生化学的性質を研究中である。クロ-ン化したpolB遺伝子を利用して、polB遺伝子完全欠失株を作成して、現在その表現型を研究している。

研究成果

• [文献書誌] Shiba,T.,H.Iwasaki,A.Nakata,and H.Shinagawa: "Proteolytic activation of UmuD and MucA proteins for SOS mutagenesis" Antimutagenesis and anticarcinogenesis mechanisms II Edited by Y.Kuroda,D.M.Shankel,and M.D.Waters Plenum Publishing Corp.,. 351-354 (1990)
• [文献書誌] Shiba,T.,H.Iwasaki,A.Nakata,and H.Shinagawa: "Proteolytic processing of MucA protein in SOS mutagenesis:both processed and unprocessed MucA may be active in the mutagenesis" Mol.Gen.Genet.224. 169-176 (1990)
• [文献書誌] Iwasaki,H.,A.Nakata,G.C.Walker,and H.Shinagawa: "The Escherichia coli polB.which encodes DNA polymerase II,is regulated by the SOS system" J.Bacteriol.172. 6268-6273 (1990)
• [文献書誌] Iwasaki,H.,Y.Ishino,H.Toh,A.Nakata,and H.Shinagawa: "Escherichia coli DNA polymerase II is homologous to αーlike DNA polymerases" Mol.Gen.Genet.(1991)