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

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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。