バクテリア核様体の動的形態変化を司る因子と機能領域の時空間解析

控制细菌核动态形态变化的因素和功能区域的时空分析

基本信息

批准号：
17050024
负责人：
仁木宏典
金额：
$ 4.1万
依托单位：
National Institute of Genetics
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

大腸菌の染色体複製とその分配は同時に進行し,複製した染色体部分から順次分配されて行く。また、原核生物の染色体は細胞内で核様体という高次構造体を形成する.核様体は、マルチフォーク複製増殖下で、動的な形態の変化を示す。これは複製や分配の動的変化が、核様体の形態に反映しているからだと思われる。このことは,複製開始点を細胞の両極へ移動させるセントロメア様の機能領域migSが欠損すると,核様体の形態に変化が起こることからも察することができる。このような核様体の形態変化から、大腸菌の細胞内での染色体の分配や核様体その物の形成機構の解明につながるものと期待される。本研究課題では、本年度、マルチフォーク複製増殖下の細胞について、分裂周期を通した細胞内での大腸菌の核様体の形態変化を調べた。まず、ゼラチンを含む富栄養培地中で増殖する大腸菌の核様体の形態の経時変化から,核様体がある一連の規則的な形態変化をしながら分配されていることを確認した。さらに、核様体をDNA特異的な蛍光染色剤(DAPI)で染色し,その顕微鏡の連続切片像から核様体の3次元構築を行った.これらの結果から得られた3次元の核様体の構造は,核様体が複製した染色体領域が2つに分かれ,それぞれが新たな核様体を形成するというモデルとよく一致していた。また、核様体の3次元構造と複製開始点や複製終了領域,migSなどとの位置関係を調べた結果、核様体の3次元構造の変化は、必ずしも複製開始点やmigSとの位置関係とは一致するものではない。核様体が2つに分かれ、サブドメインが形成されるとき、染色体凝集因子であるMukBタンパク質がその中心にあるようである。

大肠杆菌的染色体复制和分布同时进行，并从重复的染色体部分中依次分布。此外，原核生物染色体形成了细胞内称为核苷的高阶结构。在多堡复制增殖下，核苷表现出动态形态变化。这可能是因为复制和分布的动态变化反映在核苷的形态中。这也可以从以下事实中可以看出，将复制的起源转移到细胞的两极，改变了核苷的形态。预计核苷体的这种形态变化会导致大肠杆菌细胞内染色体的分布以及核苷体本身形成的机理。在该研究主题中，我们研究了今年经历多堡复制生长的细胞内大肠杆菌核苷的形态。首先，已经证实，在含明胶的富营营养培养基中生长的大肠杆菌的核类形态随时间分布，并随着一系列规则的形态变化而分布。此外，用DNA特异性荧光染色剂（DAPI）对核苷进行染色，并从显微镜的连续截面图像中进行核苷的3D构造。从这些结果获得的核苷的3D结构与将复制核苷的染色体区域分为两部分，每种形成新的核苷的模型非常吻合。此外，由于研究了核苷的3D结构与复制起点，终端区域，MIG等之间的位置关系，核苷的3D结构的变化不一定与核苷起点和MIGS之间的位置关系一致。当核苷分为两部分并形成亚域时，染色体聚集因子MUKB蛋白似乎位于其中心。