放線菌の線状ゲノムのダイナミックな構造変化の解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13206055
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 木梨 陽康 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (80224997)
• キーワード: 放線菌 / 線状染色体 / 線状プラスミド / ゲノム構造 / ゲノム再編成

研究概要

(1)Streptomyces griseusの線状染色体のダイナミックな構造変化の解析
染色体欠失後も線状構造を維持していると思われた301-22株は、異なる欠失サイズをもつ変異株の混合物であることが分かった。単離した変異株の一つでは、両欠失末端を結んで大きなパリンドローム構造が形成され、染色体が環状化していることが明らかになった。このような構造は左右の末端逆位配列がその途中で組み換えを起こして形成されたと思われる。
402-2株の線状染色体上に生じた約2Mbの逆位の接合部と親株の対応する領域をクローン化し塩基配列を決定した。塩基配列の比較から、単純に逆位が起こったのではなく、逆位に隣接してDNAの欠失をともなっていることが分かった。
(2)Streptomyces coelicolor A3(2)の線状染色体とSCP1の相互作用の解析
2106株では8700kbの線状染色体と360kbのSCP1の一点交差によって2つのキメラ染色体が生じたと思われた。2つのキメラ染色体の接合部の塩基配列を決定し、対応するS.coelicolor染色体及びSCP1の配列と比較して一点交差を確認した。これは線状染色体の複数化のモデルとしてたいへん興味深い。これまで解析された放線菌の線状ゲノムは全て末端逆位配列をもつ。一方、SCP1と染色体の末端配列は全く異なるので、2つのキメラDNAは末端逆位配列をもたないように思われた。
1984株は、SCP1の中に染色体断片が挿入されたプラスミドSCP1'-cysB(600kb)をもつ。解析の結果、これはSCP1の左側260kbと染色体断片40kbが、後者を中心にして左右対称に折り返して形成されたプラスミドであることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] M.Yamasaki, M.Redenbach, H.Kinashi: "Integrated structures of the linear plasmid SCP1 in two bidirectional donor strains of Streptomyces coelicolor A3(2)"Mol.Gen.Genet.. 264. 634-642 (2001)
• [文献書誌] M.Yamasaki, K.Miyashita, J.Cullum, H.Kinashi: "A complex insertion sequence cluster at a point of interaction between the linear plasmid SCP1 and the linear chromosome of Streptomyces coelicolor A3(2)"J.Bacteriol.. 182. 3104-3110 (2000)
• [文献書誌] K.Hiratsu, S.Mochizuki, H.Kinashi: "Cloning and analysis of the replication origin and the telomeres of the linear plasmid pSLA2-L in Streptomyces rochei"Mol. Gen. Genet.. 263. 1015-1021 (2000)
• [文献書誌] M.Suwa, H.Sugino, E.Mori, A.Sasaoka, S.Fujii, H.Shinkawa, O.Nimi, H.Kinashi: "Identification of two polyketide synthase gene clusters on the linear plasmid pSLA2-L in Streptomyces rochei"Gene. 246. 123-131 (2000)