大腸菌RNaseGの機能解析とmRNA安定性制御によるタンパク質発現系の構築

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15380059
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 和地 正明 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (90192822)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• キーワード: RNase G / RNase E / Hfq / FtsZ / ストレス防御 / RNA代謝 / adhE

研究概要

大腸菌のエンド型リボヌクレアーゼRNase GによるmRNAの安定性制御のメカニズムを明らかにするために、RNase GのadhE mRNAに対する作用を調べた。その結果、-17部位でRNase Gによる切断を受けたmRNAは速やかに分解され、-31部位でRNase IIIによって切断を受けたmRNAは翻訳されることが示唆された。また、RNase G変異株では解糖系酵素のmRNAの安定化によりピルビン酸の過剰合成が起きていることを見いだした。この知見をもとに、RNase G欠損株を用いたピルビン酸及びバリンの生産法を開発した。エンド型リボヌクレアーゼRNase Eは大腸菌の生育に必至であるが、細胞分裂タンパク質FtsZをコードするmRNAのプロセシング異常がRNase E欠損の致死性の原因であることを明らかにした。RNase Eによる切断を受けないftsZ mRNA前駆体からの翻訳はRNA結合タンパク質Hfqにより阻害されていた。このようなRNA代謝の制御により遺伝子発現が調節を受けているものを探索した結果、酸耐性に関わる遺伝子群や酸化ストレス防御に関わる遺伝子を見いだした。RNase Eの温度感受性変異株rne-1やhfq変異株は酸や酸化ストレスに対する感受性が増大していた。これらのことから、細菌細胞ではこのようなRNA代謝の制御による遺伝子発現調節がかなり広汎に行われていることが推測された。

研究成果

• [雑誌論文] Actin homolog MreB and RNA polymerase interact and are both required for chromosome segregation in Escherichia coli (2006)
  • 著者名/発表者名: Kruse, T.
  • 雑誌名: Genes & Dev. 20 ページ: 113-124
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Actin homology MreB and RNA polymerase interact and are both required for chromosome segregation in Escherichia coli. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kruse, T., Blagoev, B, Lobner-Olesen, A., Wachi, M., Sasaki, K., Iwai, N., Mann, M., Gerdes, K.
  • 雑誌名: Genes & Dev. 20 ページ: 113-124
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] MreB actin^mediated segregation of a specific region of a bacterial chromosome. (2005)
  • 著者名/発表者名: Gitai, Z.
  • 雑誌名: Cell 120 ページ: 329-341
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A decreased level of FtsZ is responsible for inviability of RNase E-deficient cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takada, A.
  • 雑誌名: Genes Cells 10 ページ: 733-741
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] MreB actin-mediated segregation of a specific region of a bacterial chromosome. (2005)
  • 著者名/発表者名: Gitai, Z., Dye, N.A., Reisenauer, A., Wachi, M., Shapiro, L.
  • 雑誌名: Cell 120 ページ: 329-341
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A decreased level of FtsZ is responsible for inviability of RNase E-deficient cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takada, A., Nagai, K., Wachi, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 10 ページ: 733-741
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] FtsZ-dependent localization of GroEL protein at possible division sites. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H.
  • 雑誌名: Genes Cells 9 ページ: 765-771
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] FtsZ-dependent localization of GroEL protein at possible division sites. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H., Wachi, M., Ishii, A., Iwai, N., Nishida, T., Yamasa, S., Nagai, K., Sugai, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 9 ページ: 765-771
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] RNase ES of Streptomyces coelicolor A3(2) can complement the rne and rng mutations in Escherichia coli. (2003)
  • 著者名/発表者名: Inagawa, T.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 67・11 ページ: 1767-1771
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Corynebacterium glutamicum rnhA recG double mutant showing lysozyme-sensitivity, temperature-sensitivity growth, and UV-sensitivity. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hirasawa, T.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 67・11 ページ: 2416-2424
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] RNase ES of Streptomyces coelicolor A3(2) can complement the rne and rng mutations in Escherichia coli. (2003)
  • 著者名/発表者名: Inagawa, T., Okamoto, S., Wachi, M., Ochi, K.
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 67 ページ: 1767-1771
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Corynebacterium glutamicum rnhA recG double mutant showing lysozyme-sensitivity, temperature-sensitivity growth, and UV-sensitivity. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hiwasawa, T., Kumagai, Y., Nagai, K., Wachi, M.
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 67 ページ: 2416-2424
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より