| 研究概要 |
細胞分裂においては、細胞周期にともない様々な過程が時間的及び空間的に厳密な制御を受けながら進行し、最終的に親細胞とまったく同一の2つの娘細胞が新生される。したがって,細胞分裂の過程において細胞構成成分の存在量を一定に維持するための遺伝的制御機構が存在するものと考えられる。細菌鞭毛は顕微鏡観察により容易にその数を定量することができ、またその形態形成の遺伝子制御機構が詳しく解析されていることから、細胞分裂における細胞構成成分の倍化の機構を研究する上で格好の材料となっている。
本研究においては、アンチ・シグマ因子による鞭毛レギュロンの負のフィードバック機構が鞭毛数決定に重要な役割を果たしていることが判明した。細胞伸長にともなう細胞容積の増大がアンチ・シグマ因子の細胞内濃度の低下を引き起こし、その結果として鞭毛レギュロンが脱抑制され、鞭毛新生が起きるものと推論される。また、アンチ・シグマ因子は鞭毛構造を通して細胞外に分泌されることが判明し、形態形成過程の進行をモニターしながら次のステップに関与する遺伝子の発現を制御するというまったく新しい遺伝子発現制御の機構が明らかとなった。
一方、鞭毛レギュロンの始動オペロンとして最も重要な働きをしているflhDCオペロンの転写制御の解析から、このオペロンがヌクレオイド蛋白質であるH-NSに依存性の転写をすることが判明した。H-NSはDNAの高次構造の形成に重要な役割を果たしていると考えられており、鞭毛レギュロンの発現は染色体構造の動的な変化と密接に関係しているものと推定される。染色体複製にともなうヌクレオイド構造の変化がflhDCオペロンの転写制御を介して鞭毛レギュロン全体の活性を制御することにより、鞭毛数倍化シグナルとして機能しているものと考えられ、H-NSの鞭毛数決定における役割が注目される。
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