| 研究課題/領域番号 |
21K07025
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
島本 整 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (90187443)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | レトロン / msDNA / コレラ菌 / 病原性 / ビブリオ属 / バイオフィルム / Vibrio cholerae |
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| 研究実績の概要 |
細菌逆転写酵素は、msDNAと呼ばれるRNA-DNA複合体の合成を行っている。逆転写酵素遺伝子は、ゲノム上でmsDNAをコードする領域とともにレトロンと呼ばれるオペロンを形成している。コレラ菌の場合、逆転写酵素欠損株の解析からレトロンが病原性発現調節を行っている可能性が示唆されている。
コレラ菌のレトロン-Vc95の場合、ret遺伝子の下流に２つの機能未知のORF（orf540、orf205）が存在している。以前の研究で、酵母Two-hybrid法によってORF540と相互作用する候補の１つとして、嫌気条件での遺伝子発現調節に関与する二成分制御系のsensor kinaseであるArcBが見つかっている。ArcBのresponse regulatorであるArcAについては、コレラ菌で欠損変異株の解析から病原性因子の発現制御に関与していることが明らかにされている。これまでに様々なコレラ菌株でarcBとarcAの欠損変異株を作製し、野生株との性質の違いについて比較解析を行った。その結果、ArcB→ArcA→HapR→バイオフィルム形成の発現調節経路が明らかとなり、レトロンとコレラ菌の病原性発現調節との関連性が示唆された。
さらに、ORF540はコレラ菌のO1 El Tor株とO1 classical株との間で遺伝子配列が異なっており、classical株では１塩基の欠失によってフレームシフト変異が起こっている。そこで、ORF540の機能を明らかにする目的で、classical株のorf540遺伝子をEl Tor型のorf540と置換することにより、正常に機能するorf540を導入した。今後さらにEl Tor株のorf540遺伝子をclassical型のorf540と置換した株を作製し、両者の性質を比較解析することによってORF540の機能を明らかにする。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまでの研究でレトロン全体の発現調節機構の解析は、予定どおり進んでいない。しかし、一方でレトロン内の機能未知遺伝子orf540については、O1 classical株とEl Tor株の遺伝子配列の違いから変異株を作製して性質の違いからORF540の機能を明らかにする研究が進展している。
また、0RF540とArcBの関係から、HapRを介したバイオフィルムの形成に関与する遺伝子群の発現調節に関与していることが明らかとなり、研究が意外な進展を見せている。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまで進めてきた様々な条件下でのレトロンの発現変化と調節機構との関係を明らかにする研究は、継続して進める。
また、ORF540との関連性が指摘されているArcBは嫌気条件での遺伝子発現調節に関与することが知られているが、本研究によってバイオフィルムの形成に関与する遺伝子群の調節因子であるHapRとの関連性が指摘された。しかし、ArcBのresponse regulatorであるArcAは、ArcB以外からもcross talkによりリン酸化されていると推測されており、関与するsensor kinaseの探索を行う必要がある。
さらに、ORF540の機能を明らかにする別のアプローチとして、O1 classical株とO1 El Tor株の比較を行っているが、これについても引き続きorf540遺伝子の変異株作製と変異株と野生株の性質の違いについて解析を進める。
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