染色体複製と細胞複製の共役に関する分子遺伝学的研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02454555
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉川 寛 大阪大学, 医学部, 教授 (70019876)
• 研究分担者: 小笠原 直毅 大阪大学, 医学部, 講師 (10110553)
• キーワード: 枯草菌 / シュ-ドモナス / dnaA遺伝子 / DnaAーbox / oriCプラスミド / 染色体複製

研究概要

1.染色体の複製はその母体となる細胞の複製周期との関連において時間的に極めて厳密な制御を受けている。細菌ではDnaA蛋白とそれが識別する制御DNA配列(DnaAーbox)が普遍的に存在し、複製開始とその制御において中心的役割を果たしていることが我々の研究により明らかになっている。
2.枯草菌ではdnaA遺伝子の上流及び下流にDnaAーboxクラスタ-が存在するが、その両者が存在すると枯草菌内でoriCプラスミドとして機能することを昨年明らかにしたが、本年度ARS活性に必要な塩基配列の解析を進めた。その結果2つのDnaAーbox領域に認められる特徴的な配列、11個のDnaAーbox、2箇所のATrichな配列、dnaA遺伝子の転写プロモ-タ-、の全ての必須であることが明らかになった。こうした特徴は大腸菌oriC配列と大きく異なっている。最近、大腸菌FractionIIの作成に準じた方法により、枯草菌in vitro複製系の開発に成功しており、今後各要素の役割について生化学的な解析を進める予定である。
3.細菌染色体の複製開始点領域の遺伝子構成については、大常菌で例外的にoriCがdnaA遺伝子から約40kbp離れた位置にあることが特徴的であった。そこで、枯草菌と共に、大腸菌と比較的近いシュ-ドモナスについてその構造決定を拡大した。その結果両細菌においてdnaA遺伝子上流に新たなDnaAーbox領域が見いだされ、さらにそれに連続してgidA遺伝子が保存されていた。この結果は現在の大腸菌oriCは、枯草菌・シュ-ドモナスの新たに見い出されたDnaAーbox領域に対応するものであり、進化の過程でgidA遺伝子と共にdnaA遺伝子領域から転座したものであることを示している。今後、そのDnaAーbo
x領域の枯草菌・シュ-ドモナスにおける機能の解明が興味深い。

研究成果

• [文献書誌] Ogasawara,N.: "Initiation of chromosome replication:structure and function of oriC and DnaA protein in eubacteria" Res.Microbiol.142. 851-859 (1991)
• [文献書誌] Yoshikawa,H.: "Structure and function of DnaA and DnaAーbox in eubacteria:evolutionary relation ship of bacterial replication origins" Mol.Microbiol.5. 2589-2597 (1991)
• [文献書誌] Fujita,M.Q.: "Structure of the dnaA and DnaAーbox region in the Mycoplasma capricolum chromosome:conservation and variations in the course of evolution" Gene. 110. 17-23 (1992)
• [文献書誌] Moriya,S.: "Cloning of autonomously replicating sequence(ars)from the Bacillus subtilis chromosome" Mol.Microbiol.6. 309-315 (1992)
• [文献書誌] Ogasawara,N.: "Genes and their organization in replication origin region of bacterial chromosome" Mol.Microbiol.6. (1992)