枯草菌の増殖と細胞分化を規定する蛋白質ネットワークの解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12206007
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 小笠原 直毅 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10110553)
• 研究分担者: 吉川 博文 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (50175676) ; 河村 富士夫 立教大学, 理学部, 教授 (10126039) ; 金谷 重彦 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (90224584) ; 渡部 一仁 摂南大学, 薬学部, 教授 (20107105) ; 佐藤 勉 東京農工大学, 農学研究科, 助教授 (70215812)
• キーワード: 枯草菌 / ゲノム / 蛋白質相互作用 / 胞子

研究概要

1.増殖必須蛋白質間の相互作用の解析:枯草菌の細胞増殖に必須の全遺伝子を含む294遺伝子について、1対1の総当たりの2ハイブリッド解析を行った。その結果、164蛋白質間で187の相互作用が検出された。
2.機能未知必須遺伝子の機能解析:機能未知必須遺伝子のうちyneS,yloQ,yumC,yphCの4つについて温度感受性変異株を単離し、このうちyneS変異からサプレッサーを単離し、解析を進めている。
3.リボソーム蛋白質およびリボソーム会合因子の機能解析:RHFR二次元電気泳動とTOF-MS解析を用いたリボソーム蛋白質のプロテオーム解析法によって調べた結果、細胞内の亜鉛濃度がリボソームの構成変動に影響を与えることが明らかとなった。
4.最小ゲノム機能の同定:2506遺伝子破壊株について最少培地における増殖能を調べ、19遺伝子破壊株が増殖不可であることを確認した。さらに、パラログのうち283組あるダブレットについて二重破壊を行い、必須機能を担うと考えられるパテログ3組(fabHA-fabHB、spoIIIJ-yqjG、polA-ypcP)を同定した。
5.胞子形成蛋白質の細胞内局在:スポア形成期特異的に生産される90種類のタンパク質についてGFPを用いた解析を行い、タンパク質局在パターンが従来考えられていたよりも多様であることを明らかにした。スポアコート形成に関与するYjcC(SpoVIF)蛋白質とGerE蛋白質の機能を比較し、スポア形成後期における新たな遺伝子制御機構の存在を明らかにした。
6.胞子形成開始に関わるシグナルの同定:本特定研究で見出された胞子形成開始に必須な遺伝子の機能解析を行い、特にyaaTのサプレッサーの分離に成功した。また細胞内NADH/NAD+比を感知する転写因子であるYdiHの標的遺伝子を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Kawai, Y.: "Identification of a protein, YneA, responsible for cell division suppression during the SOS response in Bacillus subtilis"Mol Microbial. 47. 1113-1122 (2003)
• [文献書誌] Nanamiya, H.: "Involvement of ClpX protein in the post-transcriptional regulation of a competence specific transcription factor, ComK protein, of Bacillus subtilis"J Biochem (Tokyo). 133. 295-302 (2003)
• [文献書誌] Fukushima, T.: "Transcriptional, functional and cytochemical analyses of the veg gene in Bacillus subtilis"J Biochem (Tokyo). 133. 475-483 (2003)
• [文献書誌] Kobayashi, K.: "Essential Bacillus subtilis genes"Proc Natl Acad Sci USA. 100. 4678-4683 (2003)
• [文献書誌] Ohki, R.: "The BeeRS two-component regulatory system induces expression of the bacitracin transporter, BceAB, in Bacillus subtilis"Mol Microbiol. 49. 1135-1144 (2003)
• [文献書誌] Amiteye, S.: "Bacillus subtilis diacylglycerol kinase (DgkA) enhances efficient sporulation"J Bacteriol. 185. 5306-5309 (2003)
• [文献書誌] Ogura, M.: "Binding of response regulator DegU to the aprE promoter is inhibited by RapG, which is counteracted by extracellular PhrG in Bacillus subtilis"Mol Microbiol. 49. 1685-1697 (2003)
• [文献書誌] Tanaka, K.: "The Bacillus subtilis YufLM two-component system regulates the expression of the malate transporters MaeN (YufR) and YflS, and is essential for utilization of malate in minimal medium"Microbiology. 149. 2317-2329 (2003)
• [文献書誌] Kuwana, R.: "Bacillus subtilis spoVIF (yjcC) gene, involved in coat assembly and spore resistance"Microbiology. 149. 3011-3021 (2003)
• [文献書誌] Ohashi, Y.: "Expression profiling of translation-associated genes in sporulating Bacillus subtilis and consequence of sporulation by gene inactivation"Biosci Biotechnol Biochem. 67. 2245-2253 (2003)
• [文献書誌] Kuwana, R.: "Functional relationship between SpoVIF and GerE in gene regulation during sporulation of Bacillus subtilis"Microbiology. 150. 163-170 (2004)
• [文献書誌] Yoshimura, M.: "Interaction of Bacillus subtilis extracytoplasmic function (ECF) sigma factors with the N-terminal regions of their potential anti-sigma factors"Microbiology. 150. 591-599 (2004)