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大腸菌をはじめとする多くの細菌は栄養豊富な培地で生育させると定常期初期に90%以上の細胞が急激に死ぬことが知られている。申請者はこの細胞死機構の解析をすすめてきたが、その過程で死菌の溶菌を促進する変異株を分離し、その解析から、この溶菌は未知のRpoE(σ^E)レギュロンによって行われることを示唆した。本研究では定常期の死菌の溶菌に関与するRpoEレギュロンを明らかにし、死菌の溶菌の存在意義や生理的役割を明白にすることを目的として、平成12年度は以下の研究をすすめた。
1、RpoE発現の増加による死菌の溶菌のSDS電気泳動による検討:特に溶菌が定常期に特異的に起きていることが確認され、培養液の濁度の減少と一致した。また、野生株でも弱いながら定常期に溶菌が見られ、これについてもRpoEの発現が定常期で増加することと一致した。この結果、死菌の溶菌はRpoE発現の増加した変異株だけでなく野生株でも起きていることから、一般的に起こる現象であり、おそらく定常期の栄養不足をこれによって補い、一定の生菌数を維持するための機構と思われる。2、RpoEによる異常なコロニー形態を抑制するサプレッサーの分離と解析:サプレッサーの1つは制限修飾系の中心的なHsdSにトランスポゾンの挿入されたものであった。また、hsdS遺伝子の発現はRpoE発現の増加によって高まっていることが示された。この結果、溶菌の過程にはまずコロニーを形成できない細胞がRpoE発現の増加にともなって制限酵素によってゲノムDNA切断が起こり、その後に溶菌が起こると予想される。3、RpoEによって発現が抑制されるp36蛋白の解析:p36蛋白は外膜のポーリン蛋白のOmpCであった。4、合成培地での細胞死や死菌の溶菌現象の再現:窒素源の減少によってコロニーの形成できる細胞数が減少した。この減少は炭素源の枯渇によっては起こらなかった。従って、窒素源の減少が細胞死を誘導していることが示された。また、窒素源を除いた培養条件でRpoEの発現を高めると溶菌が起こった。これによって合成培地での細胞死や死菌の溶菌が再現できたことから、それぞれの詳細な解析をすすめている。5、細胞死や死菌の溶菌を抑制する変異株の分離:それぞれいくつかの変異株が取得された。
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