腸管出血性大腸菌O157の病原遺伝子群の発現における外来性tRNAの役割

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腸管出血性大腸菌O157に存在する3種類の新規tRNA(ileZ-argN-argO : IRR)の解析を行った。16年度までの解析により、IRRは転写されプロセッシングと塩基修飾を受けていることがわかった。これらのことから、それぞれはtRNAとして機能している可能性が高いと考えられた。そこで、17年度は、大腸菌K-12を用いて、in vivoでの機能解析を行った。IRRが認識すると予想されるコドンは大腸菌K-12では極端に使用頻度が低く、そのコドンを含む遺伝子の翻訳効率も低いことが知られている。そこで、大腸菌K-12株でIRRを発現させ、IRRの認識コドンを多く含む遺伝子の翻訳効率への影響を解析した。まず、lacZ遺伝子をプラスミドでクローニングし、その遺伝子上流にileZの認識コドンであるATAをタンデムに挿入した。ATAを含むlacZレポータープラスミドを導入した大腸菌では、ATAを含まない場合に比べて、LacZ活性が有意に低下したことから、マイナーコドンの挿入により、翻訳効率が低下したことが分かった。その株を、IRR発現ベクターで形質転換したところ、ベクターのみのコントロールに比べて、2倍近くLacZ活性が上昇した。これらのことから、IRRのうち、ileZについては、tRNAとしての機能を持つことが確認できた。現在、同様の方法を用いて、残り2つのtRNAについても機能解析を行っている。また、その後は、O157で7コピー存在するIRRをすべて欠失させ、IRR認識コドンを多く使用している遺伝子、特に志賀毒素などの病原因子の翻訳への影響を解析する予定である。