バクテリア多様なparAB分配遺伝子の基本分子機構の研究

parAB分布基因在多种细菌中的基本分子机制研究

基本信息

批准号：
13206076
负责人：
仁木宏典
金额：
$ 4.16万
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 (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13206076/
关键词：
分配大腸菌プラスミド染色体外因子染色体ゲノムバクテリア

项目摘要

バクテリアのプラスミドDNAは独自の分配機構により娘細胞へと正確に分配されている。これにはParA、ParBとよばれるDNA結合性タンパクとプラスミド分配においセントロメアとして機能する。この分配過程において、細胞中央部に局在していたプラスミドDNAが複製後、細胞長の1/4と3/4に移動し、細胞が分裂するまでこの位置に局在することが知られている。本研究課題ではParABタンパクの分配におけるこの局在と移動の機構、さらにその局在に関する宿主因子の解析を目的とした。parAとparB遺伝子どちらか一方でも欠損した場合、どちらも、分配機構を全く持たないプラスミドと同等の宿主細胞保持率に低下する。しかしながら、プラスミドDNAの細胞内局在性は両者で全く異なっていた。parA欠損プラスミドでは細胞端の細胞質部分に位置する傾向にあった。これは、分配遺伝子を全くもたない場合の細胞内分布と同じであった。一方、parB欠損プラスミドは正常な分配遺伝子をもつプラスミドと同様に細胞中央部に局在するが、細胞中央部から1/4,3/4部位への移動が阻害され正常な分配ができなくなっていた。このことからは、ParBタンパク質が細胞中央部の細胞内の特定の位置にparC領域を介してプラスミドDNAを局在させていることが示唆された。このような現象はFプラスミド、P1ファージのどちらの分配機構でも観察されParBの共通した役割と考えられる。Vibrio cholerae、Deiococus radiodurans染色体ではそれぞれ2組と4組のparAB遺伝子がゲノム解析から見出されている。これら計6組のparAB遺伝子をPCRクローニングして、プラスミドでの分配活性を大腸菌で調べた。こららのparAB遺伝子を持つプラスミドはいずれも容易に宿主細胞から脱落しプラスミドの分配機能は見出されなかった。

细菌质粒DNA通过独特的分布机制准确地分布到子细胞上。这充当了称为PARA和PARB和质粒分布的DNA结合蛋白的中心粒。在此分布过程中，质粒DNA位于细胞的中央部分，复制后的细胞长度的1/4和3/4，已知在该位置定位直到细胞分裂。该研究主题旨在分析parab蛋白分布中这种定位和迁移的机制，以及与其定位有关的宿主因素。如果Para或PARB基因缺乏，则两个都降低到宿主细胞保留率，可与没有分布机制的质粒相当。然而，两者的质粒DNA的亚细胞定位均完全不同。缺陷质质粒倾向于位于细胞端的细胞质部分。当没有分布基因时，这与细胞内分布相同。另一方面，PARB缺陷质粒位于细胞的中心部分，就像具有正态分布基因的质粒一样，但是它从细胞的中央部分迁移到1/4或3/4位点，因此无法正常分布。这表明PARB蛋白通过PARC区域将质粒DNA定位在细胞中心部分的特定位置。在F质粒和P1噬菌体的分布机理中都观察到了这种现象，被认为是PARB的普遍作用。从基因组分析中分析了两对和四对parab基因，分别对霍乱弧菌和去核糖菌染色体分别发现。总共将六组parab基因克隆为克隆，并在大肠杆菌中检查了质粒中的分配活性。携带parab基因的质粒均未从宿主细胞中除去，也没有发现质粒分配功能。