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大腸菌等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%以上が急激に死ぬことが知られている。報告者はこの細胞死機構の解析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細胞死機構や死菌の溶菌の分子機構を明らかにすることを目的として、細胞死の誘導条件やσ^Eレギュロンの解析を行い、以下のような多くの結果を得た。
1、窒素枯渇によって細胞死が誘導されることを見出し、合成培地での細胞死条件が確立された。短時間の窒素枯渇によって細胞死が誘導されるカスケードの存在が示唆された。また、同条件下での遺伝子発現変動をDNAマイクロアレイによって解析し、σ^Sやσ^Hレギュロンを含む数百の遺伝子の変動を見出した。2、死菌の溶菌に関わるσ^Eレギュロンの検索を行った。溶菌時に変動する蛋白を2次元電気泳動とTOF-MASSによって検索し、既知のσ^Eレギュロン蛋白を含む複数の蛋白を見出した。これらの蛋白遺伝子は、新たなσ^Eレギュロンであったが、それらの遺伝子破壊株の解析から溶菌に直接関与していないことが示された。3、σ^E誘導発現系を構築し、これを用いてσ^Eレギュロンが溶菌に直接関与することを示した。4、同σ^E誘導発現系を用いて、1時間のσ^E誘導によるゲノム遺伝子の発現変動をDNAマイクロアレイによって検討した。その結果、既知の23遺伝子に加えて、発現が増加した130遺伝子および減少した49遺伝子を見出した。5、窒素源枯渇条件下でのσ^E誘導による溶菌を示し、合成培地での細胞死から溶菌までの条件を確立した。今後、DNAマイクロアレイによって見出された遺伝子について検討し、細胞死や溶菌に関連する遺伝子を決定する必要がある。
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