細胞調節因子の識別構造

遺伝子の発現は環境変化に応じて多様な調節を受ける。本研究では遺伝子発現を細胞全体として統御し、増殖・分化を制御すると同時に環境に適応する機構を特に遺伝子の誘導発現に関与する核酸識別構造に焦点を合せて研究することとした。実験系としては大腸菌と酵母を用い、熱ショックなどのストレスによる遺伝子誘導発現系、cAMPによる遺伝子制御系、DNA損傷により誘導されるSOS応答系などの解析を重点的に行なった。(1) 大腸菌熱ショックオペロン群の誘導発現に必須の調節遺伝子(htpR)の産物(【σ^(32)】)の構造と機能の関係をアンバー変異株を用いて系統的に解析する実験系を確立した。その過程で熱ショックプロモーターの活性を定量的に測定するために有用なファージベクターを作成した。また【σ^(32)】の新しい機能として或種のプラスミド(F因子など)の複製に直接関与する可能性が示唆された。一方htpR変異株から分離した復帰変異株を多数分離し解析した結果、htpR以外に少くとも数箇の遺伝子の変異により【σ^(32)】がなくても高温で増殖でき熱ショック応答能も回復するという結果が得られた。酵母の熱ショック応答については、熱ショック蛋白の一つで細胞の耐熱性に関与するHSP48が糖分解系の酵素エノラーゼであることを発見した。(2) 酵母細胞においてcAMPによりその発現が調節される遺伝子を複数箇同定し、その幾つかについては調節機構を解析した。また大腸菌においてcAMP合成に与かるcya 遺伝子ならびにcAMPを結合し転写レベルの調節に直接仂くCRP蛋白の遺伝子が何れもcAMP-CRP複合体により特異的に抑制される機構を明らかにした。(3) 大腸菌SOSレギュロンの負の調節因子LexA蛋白が、プロテアーゼ活性をもつRecA蛋白により切断される反応の特異性を解析するため、RecAの点変異、欠失変異を多数分離し解析した。

遺伝子の発現は環境変化に応じて多様な調節を受ける。本研究では遺伝子発現を細胞全体として統御し、増殖・分化を制御すると同時に環境に適応する機構を特に遺伝子の誘導発現に関与する核酸識別構造に焦点を合せて研究することとした。実験系としては大腸菌と酵母を用い、熱ショックなどのストレスによる遺伝子誘導発現系、cAMPによる遺伝子制御系、DNA損傷により誘導されるSOS応答系などの解析を重点的に行なった。(1) 大腸菌熱ショックオペロン群の誘導発現に必須の調節遺伝子(htpR)の産物(【σ^(32)】)の構造と機能の関係をアンバー変異株を用いて系統的に解析する実験系を確立した。その過程で熱ショックプロモーターの活性を定量的に測定するために有用なファージベクターを作成した。また【σ^(32)】の新しい機能として或種のプラスミド(F因子など)の複製に直接関与する可能性が示唆された。一方htpR変異株から分離した復帰変異株を多数分離し解析した結果、htpR以外に少くとも数箇の遺伝子の変異により【σ^(32)】がなくても高温で増殖でき熱ショック応答能も回復するという結果が得られた。酵母の熱ショック応答については、熱ショック蛋白の一つで細胞の耐熱性に関与するHSP48が糖分解系の酵素エノラーゼであることを発見した。(2) 酵母細胞においてcAMPによりその発現が調節される遺伝子を複数箇同定し、その幾つかについては調節機構を解析した。また大腸菌においてcAMP合成に与かるcya 遺伝子ならびにcAMPを結合し転写レベルの調節に直接仂くCRP蛋白の遺伝子が何れもcAMP-CRP複合体により特異的に抑制される機構を明らかにした。(3) 大腸菌SOSレギュロンの負の調節因子LexA蛋白が、プロテアーゼ活性をもつRecA蛋白により切断される反応の特異性を解析するため、RecAの点変異、欠失変異を多数分離し解析した。