大腸菌染色体複製開始における転写およびDnaA蛋白の機能

DnaA 蛋白在大肠杆菌染色体复制起始中的转录和功能

基本信息

批准号：
04256213
负责人：
小川徹
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04256213/
关键词：
DNA複製 oriC DnaA

项目摘要

大腸菌染色体の複製開始にはRNAポリラーゼによる転写反応が関与していることを古くから示唆されているが、その実体および機能については不明な点が多い。oriCプラスミドを用いたin vivoの研究から、我々はoriCの左側にあるgid遺伝子のプロモーターからの左向きの転写が複製開始に重要な役割を担っており、oriCの右側にあるmioC遺伝子のプロモーターからの左向きの転写も補助的に開始反応に関与していることを明らかにしてきた。これらの両プロモーターを欠失させた場合は人為的に挿入したプロモーターに依存して複製可能であるが、このプロモーターは本来のgidやmioCプロモーターと同様に左向きの場合が複製活性化能が高く、oriCの左側からoriC内に向かう複製は活性化能を示さない。これらの結果からRNAポリメラーゼの後方にできる負のスーパーコイルがDnaA蛋白によるopen comples形成反応を促進する可能性が考えられる。一方、染色体上のgidおよびmioCプロモーターからの転写を欠失させても見かけ上細胞の増殖はあまり影響を受けず、この場合には他の転写が活性化に関与している可能性も考えられる。温度感受性のdnaC変異株を用いてDNA合成を同調化させてgidおよびmioCの転写産物を定量したところ、前者は複製開始直後に顕著な阻害を受けるのに対して後者は複製開始直前に顕著な阻害を受けることが判明した。DnaA変異株を用いた解析からこの阻害はmioC遺伝子のプロモーター上流のDnaA boxへのDnaA蛋白の周期的結合によることが示唆された。DnaA蛋白の細胞内濃度は細胞周期を通して一定であると考えられているが、DNA上の特定の部位においてはかなり変化しているものと思われる。

长期以来，一直有人提出，RNA二聚球体的转录反应参与了大肠杆菌染色体的复制启动，但是关于它们的物质和功能有许多未知数。从使用Oric质粒的体内研究中，我们揭示了Oric左侧的GID基因启动子的左侧转录在复制启动中起重要作用，并且来自MIOC基因右侧ORIC右侧的左侧转录也参与了Oric右侧的启动响应。当两个启动子被删除时，可以根据人为插入的启动子进行复制，但是就像原始的GID和MIOC启动子一样，该启动子在朝左时具有很高的激活复制能力，并且从oriC的左侧复制oriC的复制也不显示激活能力。这些结果表明，在RNA聚合酶后面形成的负超元可能会促进开放式DNAA蛋白的结构构造反应。另一方面，从染色体GID和MIOC启动子中删除转录似乎不会太大影响细胞增殖，在这种情况下，可能会参与激活。温度敏感的DNA突变体用于同步DNA合成以量化GID和MIOC转录本，并发现复制后前者立即受到重大抑制作用，而后者在复制前进行了显着的抑制作用。使用DNAA突变菌株的分析表明，这种抑制是由DNAA蛋白与MIOC基因启动子上游的DNAA盒子的循环结合引起的。尽管认为在整个细胞周期中，DNAA蛋白的细胞内浓度被认为是恒定的，但在DNA上的某些位点似乎会显着改变。