Adaptation mechanisms of ubiquitous thermophiles under growth inhibitory conditions

普遍存在的嗜热菌在生长抑制条件下的适应机制

• 批准号: 22K05382
• 负责人: 鈴木 宏和
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05382/
• 关键词: ジオバチラス; プラスミド複製; 好熱菌; グラム陽性菌; pUCレプリコン; 環境適応; 生育阻害応答; 転位因子; 進化; バチラス; 高温; 変異; 転位

Geobacillus属好熱菌は様々な環境に遍在し，それには常温環境も含まれる。これは好熱菌の分布としては非常識で，Geobaillus属細菌には幅広い環境に適応できる特異的な能力（高度適応能）があると考えられる。Geobacillus属細菌の細胞利用技術を研究する過程で，代表者は生育阻害に晒されたGeobacillus属細菌が適応に資する様々な応答をすることを見出した。これら生育阻害応答の理解は，生物の適応戦略を知る上で，さらには様々な応用を考える上で興味深い。本研究では，Geobacillus属細菌における生育阻害応答の全体像を明らかにするべく，当該現象に関わる制御因子ならびに実行因子を包括的に解析することを目的としている。この目的において，B株とA株の解析を行った。Geobacillus属細菌のHTA426株から派生したB株は，熱不安定な核酸合成酵素の遺伝子（BSpyrF）をもつが，核酸飢餓に晒されると核酸自給株を発生させる。本現象は，シャペロン様因子の誘導によってBSpyrFを安定化させるためと推察していた。ところが令和4年度の研究の結果，BSpyrF領域がプラスミドとして高コピー化し，その発現量が異常に向上することが核酸自給の理由であることが明らかとなった。この現象は，複製領域に依存せずにプラスミドが複製されることを暗示し，その性質は本菌の適応能力の一環と考えられる。このような現象は報告例がなく，予想外の新たな展開に繋がっている。HTA426株派生のA株は，プロモーターのない核酸合成遺伝子（pyrF）をもつ。これを核酸飢餓に晒すとIS転位が促進され，pyrF上流にISが挿入されることで核酸自給できるようになった株が発生する。この発生はsigX発現によって促進されたことから，令和4年度ではsigX高発現株の網羅的転写変動解析を行った。

Geobacillus is a thermophilic bacterium that is resistant to ambient conditions. The distribution of thermophilic bacteria is very well known, and Geobacillus bacteria have special abilities to adapt to the environment (high adaptability). The process of research on cell utilization technology of Geobacillus represents that Geobacillus is suitable for fertility prevention. The understanding of fertility resistance is that biological adaptation is a matter of knowledge, and the use of fertility is a matter of interest. In this study, Geobacillus bacteria were identified as a whole for fertility inhibition, and the analysis of factors related to this phenomenon, including control factors and performance factors, was conducted. The purpose of this is to analyze the behavior of B strain and A strain. 426 strains of Geobacillus derived from HTA and B strains developed from heat-labile BSpyrF and nucleic acid starvation. This phenomenon is caused by the induction of BSpyrF and the detection of BSpyrF. As a result of the study conducted in 2010 and 2014, the BSpyrF domain has been transformed into an abnormal domain, and the occurrence of nucleic acid has been increased. This phenomenon implies that the replication domain is dependent on the ability of the organism to adapt. This phenomenon is reported as an example, and it is expected that the new phenomenon will be expanded. HTA426 strain derived from strain A is a nucleic acid synthesis gene (pyrF). This is the first time that the virus has been detected. The analysis of the sigX high occurrence net activity in the fourth year of this year