超好熱菌の細胞分裂タンパク質に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11750692
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤原 伸介 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90263219)
• キーワード: Archala / Cell Cycle / Cell Division / Hyperthermophile

研究概要

ゲノム解析に基づくと、超好熱菌の多くは真核生物のホモログを持っている。そのため、細胞分裂するときには、真核細胞が分裂するときと類似の周期調節があると考えられている。そこで、KOD1株のヌクレオイド構造と分裂について位相差と蛍光顕微鏡による観察を行った。KOD1のヌクレオイドは細胞の中心に位置し、対数増殖期と定常期の細胞は異なるヌクレオイド構造を示した。特に、定常期細胞のヌクレオイドは対数増殖期細胞のヌクレオイドに比べてサイズが大きく、細胞内部の大部分を占めていた。また、対数増殖期には様々な形態のヌクレオイドが観察され、細胞分裂は周期調節を受けていることが示された。KOD1の細胞周期の長さを測定するため、KOD1の対数増殖期の細胞の中から、形態的に区別される細胞の数を数え、その割合を調べた。その結果、KOD1の全細胞の中で40%は染色体が複製され細胞の狭窄が起こる前の状態にあることが認められ、KOD1の細胞は真核細胞と同様に長いG2期様の期間を有することが確認された。しかしKOD1細胞の狭窄が起こる期間は原核細胞と同様に短いことが示された。また、ヌクレオイドの形成にはヒストンによるDNAのコンパクト化が必要だが、KOD1株のヒストンが形成するヌクレオイドはポリアミンの添加により安定化されることも明らかになった。細胞分裂を行う上で、DNAポリメラーゼは遺伝子を複製する際に、中心的な役割を演じている。そこで、DNAポリメラーゼとそのインテインであるエンドヌクレアーゼについて結構構造解析を試みた。特にKOD1株のDNAポリメラーゼの構造が既知の酵素のものと異なる点がForked pointと名付けられた領域に認められた。この領域ではKOD1ポリメラーゼはDNAに対する親和力が高く、鋳型DNA・プライマーDNAを高度に安定化していることが予想された。

研究成果

• [文献書誌] Higoshibata,H. et al.,: "Effect of polyamines on histone-innduced DNA compaction of hyperthermophilic archala"J Biosci.Bioeng.. 89・1. 103-106 (2000)
• [文献書誌] Nagahisa,K. et al.,: "characterization of FtsZ homologue from hyperthermophilic archalon pyrococcus Kodakaraensis KOD1"J.Biosci.Bioeng.. 89・2. 181-187 (2000)
• [文献書誌] Fujiwara S, et al.,: "Chaperonin from Thermococcus Kodakaraensis KOD1"Methods Enzynrol.. 293. 293-301 (2000)
• [文献書誌] Hashimoto,H. et al: "Crystallographic study of intein homing endonuclease II encoded in the archalal DNA polymerase gene"Acta Crystallographica Section D.. D56. 1185-1186 (2000)
• [文献書誌] Jeon,S-J., et al: "Unique nucleoid structure during cell division of Thermococcus Kodakaraensis KOD1"J.Biosci.Bioeng. (印刷中). (2001)
• [文献書誌] Hashimoto H., et al: "Crystal structure of DNA polymerase from hyperthermophilic archalon Pyrococcus Kodakaraensis KOD1"J.Mol.Biol. (印刷中). (2001)