環境微生物由来異常塩基の生態系に及ぼす影響評価手法の開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17510020
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 久留主 泰朗 茨城大学, 農学部, 教授 (60272118)
• Keywords: 微生物 / 核酸 / 特殊環境 / 進化 / 異常塩基 / 突然変異

Research Abstract

平成18年度は、前年度に引き続き細胞内酸化ラジカル反応による異常塩基生成排出機構について以下の研究を実施した。
1【細胞内酸化ラジカル反応により生成される酸化損傷異常塩基の同定】
Bacillus subtilisおよびGeobacillus M2が生成排出する異常塩基の大量精製を行い、本学現有設備であるNMR等を用いて構造解析を実施したところ、2-OH-dATPの類以化合物であることが判明した.また、環境微生物での重要な細菌群であるスフィンゴモナス属のS.amiense,S.cloacae,S.yanoikuyaeが産生する異常塩基について上記と周様の実験を行なったところ、8-oxo-dGTPが主要異常塩基であることが判明した。
2【異常塩基の生成排出機構の解明】
(1)Bacillus subtilisとGeobacillus M2株の細胞内酸化ラジカル反応に関与する酵素遺伝子の解析
酸化ラジカル反応に関わる遣伝子群、sod(Superoxidodismutase)、ahpC(Alkylhydroxyreductase)、mrgA(DNA binding protein),katA((Catalase)、fur(Ferric uptake regulator)各遺伝子をクローニングし、現在、酵素学的な解析を実施中である。
(2)Sphingomonas属細菌の異常塩基8-oxo-dGTPの分解に関わる遺伝子の解析
8-oxo-dGTPの分解酵素8-oxo-dGTPaseはmutator遺伝子群の一つであるmutT遺伝子がコードしていることが大腸菌等で既に明らかになっている.そこで、S.amiense,S.cloacae,S.yanoikuyaeの各ゲノムから同遺伝子をクローニングしたところ、各細菌いずれもホモログ遺伝子を複数有していることが判明した。
3【細胞間相互作用実験のモデル構築】
異常塩基8-oxo-dGTPを枯草菌Bacillus subtilisまたS.amiense,S.cloacae,S.yanoikuyaeの単独にて液体培養に添加したところ、同化合物が細胞内に取り込まれ、自然突然変異率が増大することを明らかにした。現在、上記細菌群の混合系における細胞間相互作用実験を実施中である。