遺伝子の可動性を利用した新規遺伝子資源の探索とその水平伝播機構に関する研究

利用基因流动性寻找新的遗传资源并研究水平传播机制

• 批准号: 05J05053
• 负责人: 宮崎 亮
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J05053/
• 关键词: 可動性遺伝因子; プラスミド; 難分解性化合物分解酵遺伝子; 水平伝播; 接合伝達; メタゲノム; 環境汚染物質分解酵素遺伝子

従来の微生物研究は実験室内で培養可能な細菌を研究材料としており、自然界に棲息する細菌の99%以上を占める難培養性細菌群の遺伝情報を扱うことは不可能である。また、多くの細菌ゲノム中に遺伝子水平伝播の痕跡が明らかとなっているが、実際の自然環境での挙動に関する知見は十分ではない。本研究では自然界に存在する可動性遺伝因子を利用して新規分解酵素遺伝子を取得すると共に、遺伝子水平伝播機構の解明を目的とする。今年度の研究成果として、まず、ナフタレン分解プラスミドNAH7の接合伝達に関わるmpf(mating-pair formation)オペロンの第1orf産物(MpfR)が、mpfオペロンのpromoter(Pmpf)活性や下流遺伝子の発現を抑制し、NAH7の接合伝達頻度を低下させることを明らかにした。MpfRによる自己抑制能は強力ではないが、Pmpfからの転写量を一定レベルに保っていると示唆された。次に、NAH7の伝達起点近傍に位置するtraDオペロン(traD-orf16-orf15)が、接合伝達効率の向上に関与することを示した。TraDは細胞質に存在し、宿主株の運動性も制御することを明らかにした。Orf16はホモ複合体を形成するペリプラズムタンパク質で、既知の接合伝達コンポーネントと相互作用するNTPaseであると示唆された。Orf15は膜タンパク質で、traDオペロンの中で最も伝達頻度に影響を与える因子であった。さらに、供与菌-受容菌を大腸菌-Pseudomonas属細菌とした場合には、traD,orf16,orf15の欠損によって接合体株は出現せず、このケースではこれら遺伝子が必須であることを示した。同時に、接合伝達を制御する因子が受容菌側にも存在することを見出し、エネルギー代謝系、細胞表層の構築、鞭毛運動に関わる遺伝子がその候補であった。

従 research は の microorganisms be 験 interior で training may な bacteria を research material と し て お り, nature に perched す の る bacteria accounted for more than 99% を め る difficult raising sexually traces of bacteria group of の 伝 intelligence を Cha う こ と は impossible で あ る. ま た, multiple く の bacteria ゲ ノ ム に in heritage 伝 child trace level 伝 sowing の が Ming ら か と な っ て い る が natural environment, the event be の で の 挙 dynamic に masato す る knowledge は very で は な い. This study で は に nature exist す る mobility heritage 伝 factor を using し て traces of new rules on decomposition enzyme 伝 child obtain を す る と に, heritage 伝 sub level 伝 sowing の interpret を purpose と す る. Our の research と し て, ま ず, ナ フ タ レ ン decomposition プ ラ ス ミ ド NAH7 の joint 伝 da に masato わ る MPF (mating pair Formation) オ ペ ロ ン の orf 1 product (MpfR) が, MPF オ ペ ロ ン の promoter (Pmpf) active や dirty legacy 伝 son の 発 now を し, NAH7 の joint 伝 of low frequency を さ せ る こ と を Ming ら か に し た. MpfR に よ る themselves can inhibit は powerful で は な い が, Pmpf か ら の planning write quantity を certain レ ベ ル に bartender っ て い る と in stopping さ れ た. に, NAH7 の 伝 position of starting point near alongside に す る traD オ ペ ロ ン (traD - orf16 - orf15) 伝 が and splicing of unseen rate の upward に masato and す る こ と を shown し た. The cytoplasm of TraD <s:1> has に, and the host strain has <s:1> motility of <s:1> control する とを とを and ら に に た た. Orf16 は ホ モ complex を form す る ペ リ プ ラ ズ ム タ ン パ ク で, both known の joint 伝 da コ ン ポ ー ネ ン ト と interaction す る NTPase で あ る と in stopping さ れ た. Orf15 は membrane タ ン パ ク で, traD オ ペ ロ ン の で in most も 伝 of frequency に influence を and え る factor で あ っ た. さ ら に, bacteria and bacteria - let を coliform bacteria - Pseudomonas genus と し た occasions に は, traD, orf16, orf15 の owe loss に よ っ て gametes strains appear は せ ず, こ の ケ ー ス で は こ れ ら posthumous son 伝 が must で あ る こ と を shown し た. に at the same time, joint 伝 da を suppression す る factor が by let bacteria side に も exist す る こ と を see し, エ ネ ル ギ ー metabolism, cell surface の constructs, flagella に masato わ る heritage 伝 son が そ の alternate で あ っ た.

项目成果

プラスミドの接合伝達に関与する受容菌側因子の同定

质粒接合转移中涉及的受体因子的鉴定

• 发表时间: 2008
• 作者: 小川直人;福田雅夫;M. Fukuda;福田雅夫;南澤究;津田雅孝;宮崎健太郎;宮崎健太郎;M. Fukuda;福田雅夫;王勇;津田雅孝;荒木直人;飯野藤樹;下平潤;秋山絵弥子;T. Uchiyama;T. Iino;大坪嘉行;小川直人;末永光;王勇;小川直人;Y. Wang;宮腰昌利;永田裕二;Y. Wang;宮崎亮
• 通讯作者: 宮崎亮

Characterization of the traD gene cluster involved in the conjugative transfer of naphthalene-catabolic plasmid NAH7

参与萘分解代谢质粒 NAH7 接合转移的 traD 基因簇的表征

• 发表时间: 2007
• 作者: R. Miyazaki;ら
• 通讯作者: ら

Genomic and functional analysis of the IncP-9 naphthalene-catabolic plasmid NAH7 and its transposon Tn4655 suggests catabolic gene spread by a tyrosine recombinase

• DOI: 10.1128/jb.00185-06
• 发表时间: 2006-06-01
• 期刊: JOURNAL OF BACTERIOLOGY
• 影响因子: 3.2
• 作者: Sota, M;Yano, H;Tsuda, M
• 通讯作者: Tsuda, M

Insertion sequence-based cassette PCR:: cultivation-independent isolation of γ-hexachlorocyclohexane-degrading genes from soil DNA

• DOI: 10.1007/s00253-008-1463-9
• 发表时间: 2008-06-01
• 期刊: APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
• 影响因子: 5
• 作者: Fuchu, Genki;Ohtsubo, Yoshiyuki;Tsuda, Masataka
• 通讯作者: Tsuda, Masataka

Isolation and characterization of naphthalene-catabolic genes and plasmids from oil-contaminated soil by using two cultivation-independent approaches

• DOI: 10.1007/s00253-006-0671-4
• 发表时间: 2007-02-01
• 期刊: APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
• 影响因子: 5
• 作者: Ono, Akira;Miyazaki, Ryo;Tsuda, Masataka
• 通讯作者: Tsuda, Masataka