バクテリオファージT3頭部形成におけるDNA移送の分子機構

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04454609
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤澤 久雄 京都大学, 理学部, 教授 (00025347)
• キーワード: T3,T7ファージ / 頭部形成 / DNA詰込み / DNA分子認識 / 転写特異性 / DNA能動移送 / ATPエネルギー変換

研究概要

二本鎖DNAバクテリオファージの頭部は、凝縮したDNAを正20面体の蛋白質殻が包んだ構造を持つ。頭部形成は蛋白質集合体である頭殻前駆体内に、自己DNAを認識・選択して、ATPエネルギーを用いた能動移送により濃縮する過程である。本研究の目的は、T3ファージの頭部形成における自己DNAの選択と頭殻内への能動移送のエネルギー変換の分子機構を解明することにある。
T3ファージはT3DNA上の特異配列をクローンしたプラスミドDNAを詰め込み、形質導入することを見いだし、この系を用いてDNA詰込みに必要なDNA配列(pac配列)を同定した。T3pac配列をもつプラスミドを近縁のT7ファージは詰め込めない。T3ファージの自己DNA認識配列を同定するため、T3/T7キメラpac配列を持つプラスミドを構築し、そのT3及びT7ファージによる形質導入効率の解析により、ファージRNAポリメラーゼプロモーターを含むpacB配列がDNA選択の特異性に係わっていることが分かった。更に、pacB配列に欠失を導入したプラスミドのプロモーター活性と形質導入効率の解析から、DNA詰込みに転写が必要であることが示され、転写特異性がDNA移送における自己DNA選択の中心機構であることが示唆された。
精製した因子から成るin vitro DNA詰込み系はDNA依存ATPアーゼ活性を持つが、この活性は詰め込めないDNA(1本鎖又は環状DNA)によっても活性化される。種々のDNA詰込み阻害剤のATPアーゼ活性への影響を調べることにより、DNA依存ATPアーゼはDNA詰込みに共役したATPアーゼ(pacATPアーゼ)と共役していないATPアーゼ(nonpacATPアーゼ)からなり、前者がアクチノマイシンDにより特異的に阻害されることを見いだして、pacATPアーゼの測定に成功し、1分子のATP加水分解により1.8bpのDNAが能動移送されることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Hashimoto,C.: "DNA sequences necessary for packaging of bacteriophage T3" VIROLOGY. 187. 788-796 (1992)
• [文献書誌] Hashimoto,C.: "Transcription dependence of DNA packaging of bacteriophages T3 and T7" VIROLOGY. 191. 245-250 (1992)
• [文献書誌] Valpuesta,J.M.: "Three-dimensional structure of T3 connector purified from over-expressing bacteria" J.Mol.Biol.224. 103-112 (1992)
• [文献書誌] 橋本 主税: "T3,T7ファージの複製と遺伝子発現" 蛋白質・核酸・酵素. 37. 2560-2569 (1992)
• [文献書誌] Morita,M.: "DNA packaging ATPase of bacteriophage T3" VIROLOGY. 193. (1993)
• [文献書誌] 加藤 尚子: "T3ファージを用いた巨大DNAのクローニング解析" 蛋白質・核酸・酵素. 38. 618-625 (1993)