機能性sRNAとmRNA結合タンパク質CsrAによる統合型発現制御システムの解明

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Vibrio alginolyticusの4つsRNA（sRNA1、sRNA2、sRNA3、sRNA4）の発現を調節するタンパク質を探索した結果、sRNA1のプロモーター領域に結合するタンパク質として、Leucine-responsive regulator (Lrp)が見出された。lrp欠失株では、sRNA1の発現量が2.3倍に増加し、lrp相補株では、sRNA1の発現量が約1/3に減少した。以上より、LrpがsRNA1の発現を調節することが明らかとなった。Lrpを精製してsRNA1のプロモーター領域の結合を調べた結果、LrpがsRNA1のプロモーター領域に結合することが明らかとなった。lrpの上流領域には、大腸菌のLrp結合部位のコンセンサス配列に類似性を示す領域が３ヶ所存在した。以上より、LrpはsRNA1のプロモーター領域に結合して、その発現を調節すると示唆された。ロイシンを添加した培地で野生株を培養したところ、sRNA1の発現量が２倍に増加した。一方、lrp欠失株ではsRNA1の発現量に差は見られなかった。さらに、LrpのsRNA1プロモーター領域への結合がロイシンによって阻害された。以上より、Lrpは、ロイシン非存在下ではプロモーター領域に結合してｓRNA1の発現を抑制しており、ロイシンが結合するとsRNA1のプロモーターから外れｓRNA1の発現が脱抑制されると考えられる。我々はこれまでにsRNA1の発現が、VarS/VarA二成分制御系およびArcB/ArcA二成分制御系によって調節されることを明らかにした。本研究によりsRNA1の発現がLrpによっても調節されることが明らかとなった。以上より、本菌の４つのsRNAは、複数の環境シグナルを演算して遺伝子発現を調節し、環境に適応するための統合演算システムと考えられる。