トランスポゾンIS3とTn3の転移と制御機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10216202
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大坪 栄一 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (10158800)
• 研究分担者: 関根 靖彦 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (80222074)
• キーワード: トランスポゾン / トランスポゼース / ゲノム再編 / 腸管出血性大腸菌O157 / 転移 / 挿入因子 / プラスミド / バクテリア

研究概要

トランスポゾンは、自身がコードするトランスポゼースの働きにより転移すると共に、遺伝子の再編を促し、ゲノムを改変する。本研究は、バクテリアの数多くのトランスポゾンにより構成される三つのファミリーの代表で、それぞれ異なる様式で転移する挿入因子IS3、IS1とアンピシリン耐性トランスポゾンTn3の切断・再結合による転移の機構を解明することを目的としたものである。また、我々は最近、腸管出血性大腸菌O157のプラスミドの全塩基配列を明らかにし、種々様々なISが存在することを示した。本研究においては、ISによるゲノム再編による病原遺伝子の獲得機構を明らかにすることをもう一つの目的とした。
IS3に関しては、IS3の環状分子が、特異な8型分子を経て形成され、二本鎖切断により直鎖状分子に変換されたのち標的分子に組み込まれることを示した。また、IS3が一本鎖を切断することによって、二本鎖切断によるものとは別の経路で転移する可能性を示した。さらに、精製したIS3トランスポゼースを使用し、8型分子の生成反応を再現することに成功した。IS1に関しては、IS3と同様、環状DNAが生成すること、IS1の転移に宿主因子としてヒストン様タンパク質H-NSがトランスポゼースとIS1 DNAとの複合体の形成に関与していること、H-NSの中央に存在するドメインが重要であることを示した。Tn3に関しては、in vitro系で宿主因子ACPがトランスポゼースのDNA結合状態を変え、クロマチン様構造を形成すること、Tn3の最末端配列IRのトランスポゼースが結合する領域内にニッキングに強く影響を与える部位とそうでない部位があることを示した。一方、阪大と信大のグループとの共同研究によりO157の染色体ゲノムの全塩基配列が明らかになり、ゲノム上に存在する様々なIS因子を同定すると共に、これらのISがゲノム再編に関与していることを示した。

研究成果

• [文献書誌] Cheng,C.: "Tnr8, a foldback transposable element from rice"Genes Genet.Syst.. 75. 327-333 (2000)
• [文献書誌] Noma,K.: "Tnat1 and Tnat2 from Arabidopsis thaliana novel transposable elements with tandem repeat sequences"DNA Res.. 7. 1-7 (2000)
• [文献書誌] Han,C.-G.: "New transposable elements identified as insertions in rice transposon Tnr1"Genes Genet.Syst.. 75. 69-77 (2000)
• [文献書誌] Noma,K.: "ATLN elements, LINEs from Arabidopsis thaliana Identification and characterization"DNA Res.. 7. 291-303 (2000)
• [文献書誌] Tsuchimoto,S.: "The whorl-specific action of a petunia class B floral homeotic gene"Genes Cells. 5. 89-99 (2000)
• [文献書誌] Hayashi,T.: "Genome sequence and comparative analysis of enterohemorrhagic E.coli O157:H7"DNA Res.. 8. 11-22 (2001)
• [文献書誌] Shiga,Y.: "The involvement of H-NS in transpositional recombination mediated by IS1 "J.Bacteriol.. (印刷中). (2001)
• [文献書誌] Kumekawa,N.: "A new gypsy-type retrotransposon RIRE7 : preferential insertion into the tandem repeat sequence TrsD in pericentromic heterochromatin regions of rice chromosomes"Mol.Gen.Genet.. (印刷中). (2001)