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2006 年度 実績報告書

RNAポリメラーゼ改変による微生物潜在機能の発現と転写機構の統括的解明

研究課題

研究課題/領域番号 17380058
研究機関独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

越智 幸三  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所食品バイオテクノロジー研究領域, ユニット長 (70353985)

キーワードRNAポリメラーゼ / 転写制御 / 二次代謝 / 抗生物質 / 緊縮制御 / 放線菌 / 枯草菌 / Thermus
研究概要

過去2年間において、以下の重要な知見を得る事ができ、大半を既に論文発表した。
1.ビアコアを用いたRNAポリメラーゼと特定遺伝子のプロモーター領域(約20bp)の親和力測定法を確立し、これにより放線菌の潜在能力発現型の変異RNAポリメラーゼは、特定遺伝子プロモーター領域への親和力が約2倍に増大している事を見い出した。すなわち、変異型RNAポリメラーゼは転写の初発段階で機能していると結論した。rRNA遺伝子のプロモーターに関してみれば、ppGppはこの親和力を低下させており、これがppGppによる緊縮制御(RNA合成抑制に関して)の真因であると結論した。
2.放線菌の巨大蛋白質EshAは、細胞内のppGppレベルを微調整することにより、二次代謝を制御していること、ならびにEshAの活性化にはcAMPが必須である事を明らかにし、ppGppとcAMPという2つの低分子制御物質の連関に成功した。
3.枯草菌の抗生物質ネオトレハロサジアミン(NTD)の生合成は自身のオートレギュレーション(活性化)を受けるという非常に珍しいケースであるが、NTDの本菌における生理的意義がグルコースの細胞内取り込みの調節にある事を明らかにした。抗生物質の生産菌自身における生理的意義を分子生物学レベルで明らかにした最初のものとなった。
4.高温菌Thermus thermophilusのppGppによる緊縮制御のメカニズムを詳細に検討し、その結果、本菌のppGppによるrRNA遺伝子の発現抑制は、ppGppのRNAポリメラーゼへの結合阻害が主原因ではなく、むしろppGppのIMPデヒドロゲナーゼ活性阻害による細胞内GTPレベルの低下が主たる原因である事を明らかにした。これは細胞内GTPレベルの遺伝子発現における重要性を示す重大な知見となった。
5.放線菌の潜在能力はリボゾーム蛋白質S12の特定変異により著しく活性化されるが、原因として、70S粒子の安定化とリボゾームリサイクリング因子(RRF)の過剰発現の2点にある事を明らかにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (7件)

  • [雑誌論文] A fail-safe system for the ribosome under zinc-limiting conditions in Bacillus subtilis2007

    • 著者名/発表者名
      Yousuke Natori et al.
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology 63

      ページ: 294-307

  • [雑誌論文] Glucose uptake pathway-specific regulation of synthesis of meotrehalosadiamine, a novel autoinducer produced in bacillus subtilis2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Inaoka et al.
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology 189

      ページ: 65-75

  • [雑誌論文] Loss of a conserved 7-methylguanosine modification in 16S rRNA confers low-level streptomycin resistance in bacteria2007

    • 著者名/発表者名
      Susumu Okamoto et al.
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology 63

      ページ: 1096-1106

  • [雑誌論文] Improvement of α-amylase production by modulation of ribosomal component protein S12 in Bacillus subtilis 1682006

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Kurosawa et al.
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology 72

      ページ: 71-77

  • [雑誌論文] EshA accentuates ppGpp accumulation and is conditionally required for antibiotic production in Streptomyces coelicolor A3(2)2006

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Saito et al.
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology 188

      ページ: 4952-4961

  • [雑誌論文] Increased expression of ribosome recycling factor is responsible for the enhanced protein synthesis during the late growth phase in an antibiotic-overproducing Streptomyces coelicolor ribosomal rpsL mutant2006

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hosaka et al.
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology 61

      ページ: 883-897

  • [雑誌論文] Physiological analysis of the stringent response elicited in an extreme thermophilic bacterium, Thermus thermophilus2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Kasai et al.
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology 188

      ページ: 7111-7122

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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