細菌逆転写酵素とcDNA産物による病原細菌進化の分子メカニズム解明

利用细菌逆转录酶和cDNA产物阐明病原菌进化的分子机制

• 批准号: 11770141
• 负责人: 島本 整
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11770141/
• 关键词: 逆転写酵素; Vibrio cholerae; Vibrio parahaemolyticus; msDNA; レトロン; コレラ菌; 腸炎ビブリオ

細菌逆転写酵素は,細胞内でmulticopy single-stranded DNA(msDNA)と呼ばれる特殊なRNA-DNA複合体の合成に必須の酵素である。msDNAをコードする領域と細菌逆転写酵素遺伝子(ret)は細菌ゲノム上でオペロンを構成しており,レトロンと呼ばれている。細菌逆転写酵素やmsDNAの役割については,不明の点が多いが,細胞内でmsDNAが大量に発現する条件下では突然変異が誘発されることが知られている。研究代表者は,これまでにコレラ菌(Vibrio cholerae O139)や腸炎ビブリオなどのビブリオ属の細菌においてmsDNAの存在を明らかにしてきた。また,その他の病原菌でもmsDNAが見つかっており,msDNAと細菌の病原性との関係が注目されている。本研究では,V.choleraeの逆転写酵素およびmsDNAと病原性との関係を明らかにする目的で,病原性の異なる複数のV.cholerae株においてmsDNAおよびレトロンの存在の有無を調べた。これまで調べたV.choleraeの中で,伝染病コレラの原因菌として知られる血清型O1とO139の12株には,すべて同じ大きさのmsDNAの存在が認められた。一方,それ以外の血清型のV.cholerae non-O1/non-O139株9株からは,同じmsDNAが検出されなかった。この結果は,V.choleraeの病原性とmsDNAとの関係を強く示唆するものである。また,PCRによる解析の結果,O1およびO139株ではゲノム上の同じ位置に約4.2kbpのレトロンが挿入されているが,non-O1/non-O139株では同じ領域が別のDNA断片と置き換わっていることがわかった。レトロンと置換しているDNA断片の長さは血清型によって大きく異なっており,数十bpから5kbp以上のものまであった。これらの配列の中には特徴的な繰り返し配列や機能未知のopen reading frameなどが存在しておりレトロンの挿入に関与している可能性が示唆された。

Bacterial reverse transcription enzymes are required for the synthesis of multicopy single-stranded DNA (msDNA) and special RNA-DNA complexes in cells. msDNA gene domain and bacteria reverse transcription enzyme gene (ret) and bacteria reverse transcription enzyme domain Bacterial reverse transcription enzymes and msDNA enzyme activity are not detected at unknown points, and msDNA is produced in large quantities in cells. The study's representatives argue that Vibrio choleras O 139 and Vibrio spp. bacteria belong to the genus Vibrio spp. and that the presence of DNA in the genus Vibrio spp. is clearly visible. The relationship between msDNA and pathogenicity of bacteria has been noticed. The purpose of this study was to clarify the relationship between the reverse transcription enzymes and the pathogenicity of V. choleras and to modulate the presence or absence of multiple pathogenicity enzymes in V. choleras strains. Among the V. choleras, 12 strains of serotype O1 and O139 were identified as the causative agent of the disease, and the presence of msDNA in the same strain was identified. 9 strains of V. choleras non-O 1/non-O 139 strains were isolated from the same serotype. These results indicate that the pathogenicity of V. choleras is closely related to msDNA. PCR analysis results showed that O1 and O139 strains had DNA fragments about 4.2 kbp in the same region, and non-O1/non-O139 strains had DNA fragments about 4.2 kbp in the same region. The length of DNA fragments is different from serotype, tens of bp from 5 kbp to 5 kbp. The open reading frame with unknown function and the possibility of entry and exit of this feature are indicated.

项目成果

K.Yamanaka: "Mobile DNA II"ASM Press(in press). (2001)

K.Yamanaka：“Mobile DNA II”ASM Press（正在印刷中）。

Tadashi Shimamoto: "A retroelement in Vibrio cholerae"Molecular Microbiology. 34(3). 631-632 (1999)

Tadashi Shimamoto：“霍乱弧菌中的逆转录因子”分子微生物学。