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ＤＮＡ結合タンパク質の標的認識確率による機能制御の解明

通过 DNA 结合蛋白的目标识别概率阐明功能控制

基本信息

批准号：
17J04802
负责人：
伊藤優志
金额：
$ 1.09万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

初めに、染色体DNAの構造を維持し、遺伝子発現の制御に関わるタンパク質である、建築タンパク質の大腸菌内のダイナミクスを調べる研究を行った。タンパク質として、FisとHU、Nhp6Aを用いた。大腸菌を培養して増殖させ、大腸菌内のタンパク質の運動を一分子蛍光顕微鏡を用いて観察した。Fis,Nhp6A,HUいずれも動かない分子が多く、6~7割ほどであった。この動かない成分は、タンパク質がDNAに安定に結合している状態に由来すると考えられる。一方、30~40%の分子は大腸菌内を拡散した。この成分の分子は、DNAとの結合と解離を繰り返しながら大腸菌内を拡散運動したと考えられる。3種類のタンパク質分子の拡散係数を定量的に求めたところ、HU,Nhp6A,Fisの順に早かった。次に、転写因子の一種であるcAMP受容体タンパク質(cAMP Receptor Protein: CRP)の一分子観察を行った。eGFPを結合させたCRP(eGFP-CRP)を発現する大腸菌を培養し、一分子蛍光顕微鏡を用いた観察を行った。内在性のCRP存在下では、eGFP-CRP分子のほとんどが素早く拡散していた。一方、内在性のCPRをノックアウトした大腸菌では、遅い拡散をする分子の割合が著しく増加した。このことから、内在性CRPを持つ大腸菌では、内在性のCRPがCRPの標的配列に結合していて、eGFP-CRPが標的配列に結合できなかったと考えられる。転写因子は核内や細胞全体から標的配列を探し出す必要があるため、素早く細胞内を拡散すると考えられる。一方、建築タンパク質はDNAと結合して染色体の構造を構築することが役割であるため、機能するためには局所的な運動で十分であると推定される。本研究で、タンパク質の機能の違いがダイナミクスの違いとして現れることを証明できた。

Research on the regulation of chromosome DNA structure, gene development and gene expression in E. coliタンパク质として、FisとHU、Nhp6Aを用いた。Coliform bacteria culture, growth, and movement in the body of Coliform bacteria are examined by molecular microscopy. Fis,Nhp6A,HU中The origin of DNA binding in the form of a stable protein One side, 30~40% of the molecules are dispersed in Escherichia coli. The molecules of these components are bound and dissociated, and the molecules are dispersed in Escherichia coli. 3. Quantitative calculation of dispersion coefficient of species and molecules: HU,Nhp6A,Fis. A molecular marker of cAMP Receptor Protein (CRP) is also identified. eGFP binding to CRP(eGFP-CRP) was detected in E. coli culture and by a molecular microscope. In the presence of intrinsic CRP, eGFP-CRP molecules are dispersed. A side, intrinsic CPR, and E. coli, and a side, intrinsic CPR, and E. coli, and a side, intrinsic CPR, and E. coli. This is the first time that eGFP-CRP has been linked to eGFP-CRP. The expression of genes in the nucleus and the whole cell is necessary to detect the expression of genes in the cell. The structure of a chromosome is constructed by the construction of DNA. In this study, we proved that the function of the property is different from that of the property.