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細胞内共生前に獲得したDnaA非依存型ゲノム複製機構とその進化的意義の解明

阐明内共生之前获得的不依赖DNAA的基因组复制机制及其进化意义

基本信息

批准号：
21K15142
负责人：
大林龍胆
金额：
$ 3万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15142/
关键词：
DnaA DNA複製細胞内共生ゲノム倍数性シアノバクテリア

项目摘要

すべての生物においてゲノムの複製は個を維持する上で必須であり、細菌ではDnaAという複製開始因子が特定領域からの複製を制御している。dnaA遺伝子はほぼ全てのバクテリアに保存されていることから、このDnaAによる複製開始制御機構はバクテリアが多様化する以前に成立し、バクテリアに共通のメカニズムであると信じられてきた。一方で、多くの共生細菌や共生細菌由来のオルガネラゲノムは、dnaA遺伝子をコードしていないことが近年のゲノム解析でわかっており、共生進化過程でDnaAに依存しない複製機構へと進化したことが示唆されるが、詳細な複製機構は全く明らかとなっていない。そこで本研究ではDnaAに依存しない新たな複製開始機構の解明を目指している。本年度は複製関連因子の温度感受性株の取得を試み、その抑圧変異株の解析から複製開始因子のスクリーニングを試みた。まずdnaBヘリカーゼを標的として、ランダムに変異導入した株を作製した。そのライブラリーの中から、高温感受性を示す変異体（TS株）を3株取得した。次にこのTS株の温度感受性を抑圧するサプレッサー株の取得を試みた。その結果、TS1株から抑圧変異株を2株統取得することに成功した。このうち一方はTS変異がもとに戻るリバータントであったが、もう一方はTS変異は維持していた。そこでこの抑圧変異株の変異を同定するために、全ゲノムシーケンス解析を実施した。その結果、ある一つの遺伝子にアミノ酸置換を伴う1塩基置換を同定した。この遺伝子はDNA結合能があることが予測される遺伝子であり、新たな複製関連因子である可能性が考えられ、現在詳細に解析中である。またdnaA遺伝子を持たないシアノバクテリアは形質転換系が確立されていなかったが、本年度は接合を用いた遺伝子導入系を確立でき、プラスミドとして維持されていることを確認した。

In bacteria, replication initiation factors are required to control replication in specific domains. DnaA gene is the first gene to be cloned into a complete set of genes. The first gene is the first gene to be cloned into a control mechanism. A large number of symbiotic bacteria and symbiotic bacteria origin and development process in recent years, DnaA gene analysis, symbiotic evolution process, DnaA dependence, replication mechanism evolution, detailed replication mechanism, complete and clear. This study is based on the DnaA dependency and the new replication mechanism. This year, the temperature sensitive plants of replication-related factors were tested, and the temperature sensitive plants of different strains were analyzed. The first step is to create a new environment. 3 strains of TS strain were obtained. The temperature sensitivity of the TS strain was suppressed and the temperature of the TS strain was obtained. The results of TS1 and TS 2 were successful. This is the first time that I've seen you. The analysis of the difference between the two strains is carried out. As a result, the acid substitution is accompanied by the base substitution. This gene can be predicted by DNA binding, and the new gene can be replicated by DNA binding. This year, the introduction system of the hybrid gene was established and maintained.