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細菌は他の微生物と同様その生育に硫黄を必要とするが、通常は最も利用しやすい無機硫酸イオン(SO^<2->_4)を硫黄源とする。しかし自分の周辺環境から自由にSO^<2->_4を摂取できない、「硫酸飢餓」と呼ばれる一種の硫黄欠乏状態に陥ると、その環境に存在する様々な有機化合物を分解して硫黄源とする能力を持っている。我々は、細菌が有する硫黄飢餓応答のメカニズムを上手く制御することで、近年成長著しい電子工業分野において剥離剤や洗浄剤として使用されているジメチルスルホキシド(DMSO)を含有する排水から、ファインケミカルであるメタンスルホン酸(MSA)を高効率で生産可能な生物学的廃水処理システムの構築を最終的な目的としている。本年度は、MSAから亜硫酸イオンへの代謝系酵素遺伝子群を含むssuEADCBFオペロンの転写調節に関与する転写制御因子、ならびにDMSO_2からMSAへの代謝調節因子sfnR遺伝子の転写調節に関与する転写制御因子をコードする遺伝子を取得する目的で、基礎的な各オペロン転写調節機構の詳細な解析を実施した。まずsfnECRオペロンの転写単位についてRT-PCR法により解析した後、プライマーエクステンション法により転写開始点を決定した。加えてsfnECR上流領域の各種deletion解析やDNase I footprinting解析を行なった結果、1)SfnRが自身の遺伝子を含むsfnRの発現を抑制していること、2)CysBがsfnECRのプロモーター領域に直接結合して転写を活性化していること等が明らかとなった。来年度以降、CysBやSfnRが硫酸飢餓を認識するためのシグナル分子を解析していくことで、MSAの高生産に向けた要素技術の確立を目指す。またssuオペロンの転写調節機構の解析についても、現在mRNAの発現量が低く解析が難航したため、ssuプロモーター領域をプラスミドに組み込んだ組換え体を作製し、引き続き詳細な転写解析を行なっていく。
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