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(1)最小ゲノムシステムの同定と再構成
(a)細胞増殖に最低限必須な全遺伝情報を、小さな必須遺伝子や、遺伝子をコードしない必須な染色体領域などをも含めた形で同定するために、染色体の比較的長い領域にわたる欠失変異株をこれまで系統的、網羅的に作製してきた。既知必須遺伝子が存在する染色体領域についても、その既知必須遺伝子をクローニングしたミニFプラスミドを作製し、それにより相補させた状態で染色体欠失株の作製を進めた。その結果、最終的には複製起点oriCと複製終結点にあるdif以外の全ての領域について染色体欠失変異を作製できた。
(b)人工最小染色体を構築するために、red組み換えシステムを利用して、PCR断片を導入するだけで、細胞内でmini-Fプラスミドにクローニングされるシステムを構築した。
(2)新規及び機能未知必須遺伝子群の機能解析
(a)染色体複製開始調節に必須なHdaの機能ネットワークの解析:Ile-tRNAのリシジン修飾酵素をコードする必須遺伝子mesJの高温感受性変異に対する抑圧変異の解析から、リボソームタンパク質S1がMesJの機能に関連することが示唆された。またmesJ変異により発現量が変化する遺伝子群を同定したところ、その多くが熱ショックタンパク質をコードする遺伝子であることがわかった。熱ショックタンパク質の発現を抑制するdnaK遺伝子がAUAコドンを含むため、DnaKの減少による結果と考えられる。
(b)細胞分裂に必須なFtsZの機能及び情報発現ネットワークの解析:機能がまだよくわかっていないGTPaseをコードする必須遺伝子obgEの変異株では、細胞内のFtsZの量が減少することが明らかになった。ftsZ遺伝子の発現を解析するための新しいシステムを構築して調べた結果、ftsZ遺伝子の発現が低下すること、またSpoTタンパク質が関与していることが明らかになった。
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