代謝制御ネットワークにおける転写因子ＣＲＰのアセチル化の役割の解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24710214
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 島田 友裕 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (10535230)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: CRP / アセチル化 / ゲノム転写制御 / 代謝制御 / Genomic SELEX

研究実績の概要

本研究は大腸菌における炭素源代謝のグローバルレギュレーターであるCRPのアセチル化による支配下プロモーター群の使い分け機構の解析、およびゲノム包括転写制御機構の解析を行い、CRPの新規転写制御機構による代謝制御の全体像の理解を目指して実施したものである。
これまでに代謝に応じたCRPのアセチル化レベルの変動を観察していたため、この結果に基づいて、研究の最終年度はCRP支配下遺伝子群への影響をアセチル化レベルの変動に合わせてノーザンブロッティング解析で検証した。しかしながら、CRP依存型プロモーターのうち、CRPのアセチル化部位に関与しないと推測されたClass Iプロモーターおよび関与すると推測されたClass IIプロモーターでその活性への影響に明確な差は観察されなかった。細胞内ではCRP以外にも様々な因子が転写活性化に関与していることが一因と考えられ、in vivoの実験では実際にゲノム上のCRPのアセチル化部位を一残基置換した影響を観察する必要があることが示唆された。また、精製CRPタンパク質を用いたin vitroの転写実験を行うことで、影響が明確になると考えられる。
その一方で、転写装置本体であるRNAポリメラーゼのゲノム上の分布およびmRNAの転写開始点およびその活性レベルを同定することに成功し、ゲノム全体におけるプロモーターを推測し、その結果を論文で報告した。この結果を基盤として、ゲノム上のCRPのアセチル化状態を人工的に模倣したCRP変異株を作製し、同様の実験を行いその差を観察することが、上記の問題を解決する一案と考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Roles of cell division control factor SdiA: recognition of quorum sensing signals and modulation of transcription regulation targets. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Shimada, Kaori Shimada, Makoto Matsui, Yuichi Kitai, Jun Igarashi, Hiroaki Suga and Akira Ishihama.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 19 ページ: 405～418
  • DOI: 10.1111/gtc.12139
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Unprecedented high-resolution view of bacterial operon architecture revealed by RNA sequencing. (2014)
  • 著者名/発表者名: Conway T, Creecy JP, Maddox SM, Grissom JE, Conkle TL, Shadid TM, Teramoto J, San Miguel P, Shimada T, Ishihama A, Mori H, Wanner BL.
  • 雑誌名: MBio 巻: 5 ページ: E01442～14
  • DOI: 10.1128/mBio.01442-14.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大腸菌におけるメタボリックスイッチ制御機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 島田友裕、山梨智也、鮒信学、田中寛
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-27
• [備考] 東京工業大学 資源化学研究所 田中・今村研究室ホームページ
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~biores/index.html