枯草菌転写因子の機能とネットワークの解明

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14360058
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 田中 暉夫 東海大学, 海洋学部, 教授 (10236606)
• 研究分担者: 小倉 光雄 東海大学, 海洋学部, 助教授 (80204163)
• キーワード: 枯草菌 / マイクロアレー / aprE発現制御 / 転写因子 / Helix-Tern-Helix / senS / glnA / ybaL

研究概要

65個のアミノ酸からなり、分子内にHelix-Turn-Helix構造を含むSenSは枯草菌のアルカリプロテアーゼ構造遺伝子であるaprEの発現を上昇させる。aprEの正および負の制御遺伝子を破壊した株でのepistatic分析と、正負制御因子が作用するaprEの上流領域の欠失株での解析から、SenSは負の制御因子scoCの発現を抑制することが示唆された。そこで、scoC-lacZ fusionとNorthern解析を行った結果、SenSはscoCの発現を転写レベルで制御していることが判明した。すなわち、SenSは負の制御因子であるscoC発現を抑制することによりaprE発現を上昇させていることが明らかになった。しかしながらHelix-Turn-Helix構造を持つタンパク質に特徴的なDNAへの結合が、SenSのターゲットであるscoC上流域では観察されなかった。
グルタミン合成酵素glnA遺伝子破壊株ではaprE発現が上昇する。glnA遺伝子破壊株では、aprEの負の制御因子scoCの発現が減少していること、すなわちGlnAはscoCの正の制御因子であることが判明した。これはaprE上流領域の欠失株を用いた結果とも一致する。GlnAは細胞内の栄養状態を検知し、ScoCによってaprEの発現を制御していることが示唆される。
aprE発現を制御する因子を検索し、ybaLという機能未確認遺伝子を見いだした。上記と同様の手法を用いて解析した結果、ybaL破壊株ではscoC発現が減少していることがscoC-lacZおよびNorthern解析から判明した。
上記3つの遺伝子senS、glnA、salAは偶然にもscoCに影響を及ぼす遺伝子であった。貧栄養の野外に生きる枯草菌にとって、動植物などの生物を分解する手段としてのプロテアーゼの生産制御は生きて行く上で重要な事柄なのであろう。

研究成果

• [雑誌論文] Genes for SkfA killing factor production protect a Bacillus subtilislipase against degradation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Westers, H., Peter G., Braun, P., Westers, L., Antelmann, H., Hecker, M., Jongbloed, J.D.H., Yoshikawa, H., Tanaka, T., van Dijl, J.M.l., Quax, W.J.
  • 雑誌名: Appl.Env.Microbiol. in press
• [雑誌論文] Bacillus subtilis SalA(YbaL) negatively regulates expression of scoC encoding the repress or for the alkaline exoprotease gene, aprE. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogura, M., Matsuzawa, A., Yoshikawa H., Tanaka, T.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 186 ページ: 3056-3064
• [雑誌論文] Comparative analysis of the physical maps of four Bacillus subtilis (natto) genomes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Qiu D., Fujita, K., Sakuma, Y., Tanaka, T., Ohashi, Y., Ohshima, H., Tomita, M., Itaya, M.
  • 雑誌名: Appl.Env.Microbiol. 70 ページ: 6247-6256