金属応答の遺伝子制御機構の解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12147209
• 研究機関: (財)日本生物科学研究所
• 研究代表者: 石浜 明 (財団法人)日本生物科学研究所, 研究部, 主任研究員 (80019869)
• 研究分担者: 本田 文江 (財団法人)日本生物科学研究所, 研究部, 研究員 (80343747)
• キーワード: 金属 / RNAポリメラーゼ / 転写 / 転写因子 / プロモーター / 蛋白-蛋白相互作用 / FeBABE

研究概要

環境中の金属濃度の変動に直接接触している大腸菌が、細胞内の金属濃度を一定に維持するホメオステーシス制御に関与する遺伝子群の発現制御機構の全体像の解明を目指した系統的総合的研究を実施し、本年度は次の成果を得た。
1)大腸菌には外界の9種類の金属の濃度を感知し応答する転写因子が少なくとも12種類存在する。それら転写因子の大量発現系を構築し、全転写因子の純化に成功した、
2)金属応答転写因子支配下の遺伝子群をDNAチィップを利用したマイクロアレイ解析で同定した。
3)金属応答遺伝子群の全プロモーターを単離し、新たに開発した蛍光蛋白二成分ベクターに挿入し、各プロモーターの転写シグナルとしての活性と制御を解析した。
4)金属応答転写因子支配下遺伝子のプロモーターを単離し、試験管内転写反応で転写因子作用様式を系統的に解析した。
5)転写因子との相互作用によるRNAポリメラーゼの機能特異性変化機構が、転写因子の接点に相関するとの我々の理論を証明するために、蛋白-蛋白相互作用接点同定を目的に人工プロテアーゼFeBABEを利用した接点依存的切断法を開発した。
6)金属応答転写因子の抗体を作製し、それら転写因子の大腸菌内濃度の、外界金属濃度変化に相関した変化を系統的に観測した。

研究成果

• [文献書誌] Kim, J., Yoshimura, S.H.Hizume, K., Ohniwa, R.L., Ishihama, A., Takeyasu, K.: "Fundamental Structural units of the Escherichia coli nucleoid revealed by atomic force microscopy. Nucleic Acids Res.32(6),1982-1992(2004)"Nucleic Acids Res.. 32(6). 1982-1992 (2004)
• [文献書誌] Mitsuzawa, H., Kanda, E., Ishihama, A: "Rpb7 subunit of RNA polymerase II interacts with an RNA-binding protein involved in processing of transcripts."Nucleic Acids Res.. 31(16). 4696-4701 (2004)
• [文献書誌] Yang, J., Hwang, S., Irawaty, W., Ishihama, A., Pittard, J.: "Modes of action of the TyrR protein, which result in repression and activation of the tyrP promoter of Escherichia coli."Mol.Microbiol.. 52(1). 243-256 (2004)
• [文献書誌] Burrows, P.C., Ishihama, A., Buck, M., Wigneshweraraj, S.R.: "Mapping sigma 54-RNA polymerase interactions at the-24 consensus promoter element."J.Biol.Chem.. 278(32). 29728-29743 (2003)
• [文献書誌] Eguchi, Y., Oshima, T., Yamamoto, K., Ishihama, A., Utsumi, R.: "Transcription regulation of the drug efflux genes by EvgAS, a two-component system in Escherichia coli."Microbiology. 149(10). 2819-2828 (2003)
• [文献書誌] Gowrishankar, J., Yamamoto, K., Subbarayan, P.R., Ishihama, A.: "In vitro properties of RpoS (σ^s) mutants of Escherichia coli with postulated N-terminal subregion 1.1 or C-terminal region 4 deleted."J.Bacteriol.. 185(8). 2673-2679 (2003)
• [文献書誌] Johnson, D.C., Ishihama, A., Stevens, A.M.: "Involvement of region 4 of the sigma 70 subunit of RNA polymerase in transcription activation of the lux operon during quorum sensing."FEMS Microbiol.Lett.. 228(2). 193-201 (2003)
• [文献書誌] Macchi, R., Montesissa, L, Murakami, K., Ishihama, A., de Lorenzo, V., Bertoni, G.: "Recruitment of σ^<54>-RNA polymerase to the Pu promoter of Pseudomonas putida through integration host factor-mediated positioning switch of subunit carboxy-terminal domain on an UP-like element."J.Biol.Chem. 278(30). 27695-27702 (2003)
• [文献書誌] Makinoshima, H., Aizawa, S., Hayashi, H., Miki, T., Nishimura, A., Ishihama, A.: "Growth phase-coupled alterations in cell structure and function of Escherichia coli."J.Bacteriol.. 185(4). 1338-1345 (2003)
• [文献書誌] Minagawa, S., Ogasawara, H., Yamamoto, K., Eguchi, T., Oshima, T., Ishihama, A., Utsumi, R: "Identification and molecular characterization of Mg(II)-regulon of Escherichia coli."J.Bacteriol.. 185(13). 3696-3702 (2003)
• [文献書誌] Mitsuzawa, H., Ishihama, H.: "RNA polymerase li transcription apparatus in Schizosaccharomyces pombe."Curr.Genet. 44(6). 287-294 (2003)
• [文献書誌] Yamamoto, K., Ishihama, A.: "Two different modes of transcription repression of the Escherichia coli acetate operon by IcIR."Mol.Microbiol. 47(1). 183-194 (2003)
• [文献書誌] Kimura, M., Mitsuzawa, H., Ishihama, A.: "The Molecular Biology of Schizosaccharomyces pombe"Pro Edit GmbH, Heidelberg. 450 (2004)
• [文献書誌] Meares, C.F., Datwyler, S.A., Schmidt, B.D., Owens, J., Ishihama, A.: "Meth.Enzymol."Acade, oc Press. 355 (2003)