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金属応答の遺伝子制御機構の解明

阐明金属反应的基因控制机制

基本信息

批准号：
12147209
负责人：
石浜明
金额：
$ 28.35万
依托单位：
Nippon Institute for Biological Science (2002-2004)National Institute of Genetics (2000-2001)
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

生体内で金属は蛋白質に結合して存在し、遊離の金属は極めて少なく、一定濃度に維持されている。外界に直接触れている大腸菌は、環境中の各種金属濃度を感知し、それに応答して、金属の取り込みと排出に関わる一群の生体装置の形成と活性制御の遺伝子プログラムを発動し、細胞内の金属のホメオステーテスの維持を行っている。その分子機構の解明を目的として、環境中の各種金属への応答に係る遺伝子群の転写包括制御の全体像の解明を目指して本研究を実施した。1)大腸菌には外界の9種類の金属の濃度を感知し応答する転写因子が少なくとも12種類存在する。マグネシウム、亜鉛、銅に応答する遺伝子群をDNAチィップを利用したマイクロアレイ解析で同定した。2)これら金属応答遺伝子群を支配する転写因子を解析し、マグネシウム応答のPhoP、亜鉛応答のZntR、rとCpxR、銅応答のCueR, CusR及びCpxRを同定した。加えて、機能未知であたYedWも金属応答に関与している可能性を示唆した。3)金属応答遺伝子群からプロモーターを単離し、新たに開発した蛍光蛋白二成分ベクターに挿入し、各転写因子欠損変異系統大腸菌でのプロモーターの転写シグナルとしての活性と制御を解析し、同定した転写因子による支配を実証した。4)金属応答転写因子支配下遺伝子の単離プロモーターと、全転写因子の純化標品を用いて、試験管内転写反応で転写因子作用様式を系統的に解析する。試験管内転写反応系を利用して、転写因子の金属に応答し活性制御機構を解析した。5)金属応答転写因子各成分に対する抗体を作製し、イムノブロット法を用いて、外界金属濃度変化に相した金属応答転写因子群の大腸菌内濃度の変化を系統的に観測した。これら結果を総合して、大腸菌の外界金属変化への応答の遺伝子制御の全体像を提案した。

In vivo, metals are bound to proteins, free metals are extremely rare, and certain concentrations are maintained. Coliform bacteria directly exposed to the outside world can sense, respond to, and remove various metal concentrations in the environment. This is related to the formation and activation of a group of biological devices, and the maintenance of metal concentrations in cells. The aim of this study is to clarify molecular mechanisms and the response systems of various metals in the environment. 1)Coliform bacteria are sensitive to concentrations of nine metals in the environment, and write factors that are less than 12 species present. The DNA sequence of the DNA sequence is determined by the DNA sequence of the DNA sequence. 2) The analysis of the factors that dominate the metal matrix, PhoP, ZntR, CpxR, CueR, CusR and CpxR of copper matrix are determined. Add, function unknown, YedW, metal, answer, and possibility to show. 3)The study on the regulation of photoprotein activity in E. coli was carried out by analyzing and identifying the different factors in different systems. 4)We can systematically analyze the action patterns of gene transfer factors under the control of metal gene transfer factors, the use of purification standards for full gene transfer factors, and the reaction of gene transfer factors in test tubes. Try to analyze the reaction mechanism of the metal in the tube by using the reaction system and the reaction factor. 5)The antibody for each component of the metal response factor is produced by the method of chemical analysis, and the concentration of the metal in the environment is changed. The results of this study were summarized as follows: Escherichia coli, external metallization, and genetic control were proposed.