大腸菌転写因子によるRNAポリメラーゼ機能分化機構の解析

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18770157
• 研究機関: 法政大学
• 研究代表者: 山本 兼由 法政大学, 工学部, 講師 (40351580)
• キーワード: 大腸菌 / 転写制御 / RNAポリメラーゼ / 情報伝達 / 二成分制御系 / 転写因子 / レスポンスレギュレーター

研究概要

ゲノム上で厳密に制御される遺伝子発現の全貌を理解する上で、RNAポリメラーゼの機能分化が重要であると考えられる。大腸菌では、基本転写装置RNAポリメラーゼの分子構造は明らかとされ、DNA結合転写因子によるRNAポリメラーゼの機能分化のモデルが提唱されている。本研究では、単純な特定のアスパラギン酸のリン酸化で活性化するDNA結合性転写因子であるレスポンスレギュレーターについて解析した。昨年度までに、レスポンスレギュレーターは二量体としてDNAに結合し、その活性化がDNAポリメラーゼの機能を変化させ、転写制御する可能性を示唆した。解析したレスポンスレギュレーターのプロモーター結合位置は、RNAポリメラーゼ結合付近であり、その結合アフィニティーが複数遺伝子の発現ヒエラルキーを決定していることが示された。これらの知見に加え、大腸菌ゲノム発現の包括的解析から、レスポンスレギュレーター(PhoP)が他のレスポンスレギュレーター遺伝子(rstA)発現を制御するカスケードに加え、同一プロモーター(spy)上に異なるレスポンスレギュレーターCpxRとBaeRが作用し得る独立したシス因子が存在し転写制御するネットワークを見出した。後者のネットワーク機構では、CpxRのプロモーターへの結合はspyプロモーターのRNAポリメラーゼ結合付近であったのに対して、BaeRは少し上流の2箇所に結合していた。このような結合様式はCitBレスポンスレギュレーターでも観察された。これらの結果は、大腸菌のレスポンスレギュレーターによるRNAポリメラーゼの機能変化はプロモーター付近の相互作用に加え、上流のエンハンサー様の作用によっても機能制御を受けること可能性を示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of multiple transcription factors for metal-induced spy gene expression in Escherichia coli. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kaneyoshi Yamamoto
  • 雑誌名: Journal of Biotechnology 133 ページ: 196-200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of ‘Promoter Chip' for microarray analysis of regulation targets of transcription factors. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kaneyoshi Yamamoto
  • 雑誌名: Micro- and Nano-Mechatronics and Human Science, 2007 IEEE International Symposium ページ: 130-132
  • 査読あり
• [雑誌論文] グラム陽性菌とグラム陰性菌における金属応答機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山本兼由
  • 雑誌名: 化学と生物 45 ページ: 164-167
• [雑誌論文] PdhR (pyruvate dehydrogenase complex regulator) controls the respiratory electron transport system in Escherichia coli. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ogasawara
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 189 ページ: 5534-5541
  • 査読あり
• [雑誌論文] RutR is the uracil/thymine sensing master regulator of a set of genes for synthesis and degradation of pyrimidines. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Shimada
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 66 ページ: 744-757
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting two-component signal transduction: a novel drug discovery system. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ario Okada
  • 雑誌名: Method in Enzmology 422 ページ: 386-395
• [雑誌論文] Genomic SELEX search for target promoters under the control of PhoQ P-RstBA signal relay cascade. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ogasawara
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 189 ページ: 4791-4799
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel two-component signaling system that activates transcription of an enterohemorrhagic E. coli (EHEC) effector involved in remodeling of host actin. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nicola Reading
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 66 ページ: 2468-2476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of the synthesis of RpoN, Cra and H-NS by polyamines at the level of translation in Escherichia coli cultured with glucose and glutamate. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Terui
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 66 ページ: 2359-2368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-scale genetics of transcription network: understanding the regulatory roles of all 300 transcription factors from a single organism Escherichia coli. (2007)
  • 著者名/発表者名: Akira Ishihama
  • 雑誌名: Micro- and Nano-Mechatronics and Human Science, 2007 IEEE International Symposium ページ: 21-27
  • 査読あり
• [図書] Microbiology Monographs Volume 6 ‘Molecular Microbiology of Heavy Metals' (2007)
  • 著者名/発表者名: John L. Hobman
  • 出版者: Springer-Verlag, Berlin