温度ストレス下での細菌鞭毛形成の制御機構の研究

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サルモネラにおける鞭毛形成制御のストレス応答機構について2つの異なる観点から解析を行った。1.鞭毛遺伝子発現のストレス応答機構:鞭毛形成は温度ストレスをはじめとした種々の環境刺激によって大きな影響を受ける。鞭毛レギュロンの環境刺激に対する受容はマスターオペロンであるflhDCオペロンによって行われると考えられる。このオペロンの転写解析を行った結果、このオペロンの転写はグルコース応答に関与するCRPおよび熱・浸透圧応答に関与するH-NS蛋白質によって正の制御を受けることが明らかになった。転写開始点を決定したところ、このオペロンには4つの異なる制御(H-NS依存性、CRP抑制性、CRP依存性、構成的)を受ける転写が存在することが判明し、これらがそれぞれ異なるストレスに応答するものと推定された。2.鞭毛形成過程におけるストレス蛋白質の役割:鞭毛形成過程には細胞質内で合成された蛋白質が分子集合の場まで輸送されることが必須であり,この過程にはシャペロンやアシャーとよばれるストレス蛋白質が関与しているものと考えられる。鞭毛繊維構成蛋白質フラジェリンの輸送は、fliS突然変異により著しく阻害され、fliD突然変異により著しく促進されることが判明した。また、フラジェリン遺伝子の突然変異によりその輸送のfliS依存性が変化したものが単離されたことから、フラジェリンはFliS蛋白質と細胞内で相互作用している可能性が高くなった。一方、flgN突然変異体では繊維-フック連結蛋白質HAP3の輸送が著しく阻害されていることが判明した。以上の結果は、FliSがフラジェリン、FlgNがHAP3にそれぞれ特異的なシャペロンであることを強く示唆している。