微生物における有用遺伝子の効率的発現

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1.転写調節に関して従来から広く知られている負の調節に対し、正の調節機構の例がいくつか研究され、分子レベルで作用機構が明らかになった。(1)大腸菌リン酸代謝系のPhoBタンパク質、シュードモナスのキシレン分解系のXylRタンパク質、枯草菌の芽胞形成に関与するSpoOAタンパク質などは、プロモーターとは別のDNA領域に結合して転写を促進する。(2)枯草菌におけるペニシリナーゼの誘導合成では、アンチレプレッサーが負の制御を打ち消すという働きを行う。(3)ColIb プラスミドの複製調節系においては、複製因子遺伝子repzの上流に存在する正の調節遺伝子repYが、その翻訳の過程を介してrepZの発現を正の方向に制御する。2.大腸菌リン酸代謝系および枯草菌芽胞形成系では、中心となる正の調節タンパク質に対し、さらにその上位に別の調節タンパク質が存在し、外界からの刺激に対し信号伝達系を形成している。特に、リン酸代謝系のPhoBタンパク質のPhoRタンパク質によるリン酸化の発見は、浸透圧調節系、走化性発現における同様の調節系とともに注目に価する成果である。3.シュードモナス菌キシレン分解系の一部のプロモーターからの転写には、従来のRNAポリメラーゼのシグマ因子とは異る、窒素固定において発見されたNtrAシグマ因子が使われていることが明らかになり、またntrA遺伝子の変異により同時に鞭毛形成も不能になることなどから、グラム陰性菌の転写開始機構の多様性が示された。4、ColIbプラスミドのコピー数調節にあずかるrepZ遺伝子の発現は、翻訳過程におけるinc遺伝子とrepY遺伝子の作用により、repZmRNAがダイナミックに構成変化を行うことによることがわかり、RNAの情報高分子としての全く新しい側面が示された。