研究課題
基盤研究(S)
1.A-ファクター制御カスケードのほぼ全貌を解明した。たとえばストレプトマイシン生合成を例にとると、グリセロール誘導体とβ-ケト酸からAfsAによって一段階で合成されたA-ファクターの細胞内濃度を閾値を超えるとその情報は、レセプターArpA→転写因子AdpA→ストレプトマイシン生合成のための経路特異的転写因子StrR→ストレプトマイシン生合成酵素というステップを経る。A-ファクターレセプターのX線結晶構造解析、転写因子AdpAのユニークな性質、二次代謝・形態分化に必要な多くの構成遺伝子からなるAdpAレギュロンの発見は特筆すべき成果である。また、真核と原核の「境界生物」とも言える放線菌一般において、このような低分子ホルモンを介した制御機構が働いていることを詳細に解明したことは、基礎生物学的に意義深いことである。なお、本研究で同定・単離した多くの転写因子やその他の遺伝子は、今後のDNA microarrayを用いた網羅的な解析によるカスケードの精密化、統括化のための良い材料になる。2.転写因子AfsRは、セリン/スレオニンキナーゼAfsKによりリン酸化され、そのDNA結合能が上昇し、標的遺伝子であるafsSのプロモーター直上に結合して転写を活性化する。AfsSは、63アミノ酸からなる小さいタンパク質であり、放線菌の二次代謝を昂進させる。AfsKは、Thr-168に自己リン酸化することで自身のキナーゼ活性が増大する。また、AfsRによるafsSのユニークな転写活性化機構を解明した。AfsK/AfsR/AfsSによる真核生物型タンパク質リン酸化を介する情報伝達経路は、原核生物の世界で最も解明の進んだ系である。3.A-ファクター制御系と並行して二次代謝、形態分化を制御するカタボライト抑制について、グルコースに応答して気中菌糸から直接成熟胞子を着生できる変異体を取得し、その原因遺伝子を特定した。放線菌の形態分化において、この変異は驚くべき形質を示し、今後のよい研究材料となる。グラム陽性菌での初めての発見であるcAMPによる形態分化、二次代謝への関与は、その形質がall or noneでないために解析が難航しているが、今後のDNA arrayの利用によってこの点は乗り越えることができると考えられ、今後のよい研究対象になる。
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