遺伝子移入による藍色細菌の生物発光リズム:新しい生物時計の遺伝子クローニング

通过基因转移实现蓝细菌的生物发光节律：新生物钟的基因克隆

• 批准号: 06670093
• 负责人: 近藤 孝男
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06670093/
• 关键词: 生物時計; 藍色細菌(らん藻); サーカティアンリズム; 生物発光; 突然変異; 遺伝子

生物時計突然変異遺伝子のクローニングし生物時計の実体に迫るため、以下の解析を行なった。1)短周期変異体SP22の遺伝子クローニング昨年度までの研究で得られた多くの生物時計突然変異体の遺伝子をクローニングするため野生型ゲノムライブラリーによる遺伝的相補を試み、30000個の形質転換体から短周期変異体SP22の相補体の分離に成功した。相補遺伝子を大腸菌に回収し変異体に再導入することで、変異DNAがクローニングできたことを確認した(Science 1994)。変異遺伝子を同定するために、このDNAの配列を決定し、一連の部分欠損遺伝子の機能を調べ、SP22遺伝子の部位を概ね決定したことができた。現在この遺伝子の機能解析を行なっている。2)多くの突然変異遺伝子のクローニングSP22以外の多くの遺伝子についてもゲノムライブラリーによる遺伝的相補を試み、これまで13種類の変異体について遺伝的相補について成功した。これらの変異体は周期が大幅に変化したもの、リズムを喪失したものなどが含まれており、興味深い。すでに4つの変異体については相補遺伝子を大腸菌に回収し、変異体に再導入し、変異DNAがクローニングできたことを確認した。これらの変異遺伝子相互の関連について調査中である。独立した遺伝子であることが確認されればその解析を進める。3)無周期変異体の変異点の解析無周期の変異体には時計本体が機能しなくなったものと生物時計による制御系が損なわれたものが考えられる。そこで我々の開発したプロモータートラップ法(Gene&Development,submited)を無周期変異体に適用し、生物時計による遺伝子発現制御を網羅的に調査したところ、いくつの無周期変異体は生物時計本体が機能しなくなっていることを確認した。

为了克隆生物钟突变基因并仔细研究生物钟，进行了以下分析。 1）短周期突变体SP22的基因克隆我们尝试使用野生型基因组文库进行遗传互补，以克隆直到去年在研究中获得的许多生物钟突变体的基因，并成功地将短期循环突变体SP22的补体与30,000转化体中分离出来。通过将互补基因收集到大肠杆菌中并将其重新引入突变体，可以证实突变体DNA可以克隆（Science 1994）。为了鉴定突变基因，对DNA进行了测序，可以检查一系列部分缺失基因的功能，并通常确定SP22基因的位点。当前，正在进行该基因的功能分析。 2）克隆许多突变基因，我们还尝试过针对SP22以外的许多基因的基因组文库进行遗传互补，并成功地完成了迄今为止13种变体的遗传补充。这些突变体很有趣，包括那些循环明显改变的突变体和节奏丧失的突变体。对于四个突变体，已经在大肠杆菌中收集了互补基因并重新引入突变体，证实可以克隆突变体DNA。这些突变基因之间的关系正在研究中。一旦确认它是一个独立的基因，将进行分析。 3）分析周期性突变体中的突变点，人们认为时钟本身停止了功能，并且生物钟有故障。因此，我们应用了我们开发到无周期突变体的启动子捕获方法（基因与发育，提交），并全面研究了通过生物钟对基因表达的调节，并确认生物钟本身不再在几个无周期的突变体中起作用。

项目成果

Liu,Y.,S.S.Golden,T.Kondo,M.Ishiura,and C.H.Johnson.: "Bacterial luciferase as a reporter of circadian gene expression in cyanobacteria" J.Bacteriol.in press

Liu,Y.,S.S.Golden,T.Kondo,M.Ishiura,and C.H.Johnson.：“细菌荧光素酶作为蓝细菌昼夜节律基因表达的报告者”J.Bacteriol.in press

近藤孝男・石浦正寛: "藍色細菌の概日性時計:生物発光レポーターを利用した分子遺伝学" 蛋白質核酸酵素. 39. 2792-2802

Takao Kondo 和 Masahiro Ishiura：“蓝细菌的昼夜节律时钟：使用生物发光报告基因的分子遗传学”蛋白质核酸酶 39。2792-2802

Kondo T.,et al.: "Circadian clock mutants of cyanobacteria." Science,. 266. 1233-1236

Kondo T.,et al.：“蓝细菌的昼夜节律时钟突变体。”

Kondo T.and M.Ishiura.: "Circadian rhythms of cyanobacteria:Monitoring the biological clock of individual colonies by bioluminescence." J.Bacteriol.,. 176,. 1881-1885. (1994)

Kondo T. 和 M.Ishiura.：“蓝细菌的昼夜节律：通过生物发光监测单个菌落的生物钟。”