Elucidation of the underlying mechanism on plasmid insensitive host

阐明质粒不敏感宿主的潜在机制

基本信息

批准号：
20J14149
负责人：
河野響
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14149/
关键词：
Plasmid Pseudomonas CysB

项目摘要

プラスミドとは、宿主細菌の生育には必須ではない環状DNAであり、その保持は汚染物質分解能や薬剤耐性能といった幅広い形質を宿主に付与する。また、その保持は宿主に生育負荷（生育する上でのハンディキャップ）を与えることが通説とされてきた。ところで、申請者は環境細菌Pseudomonas resinovorans CA10dm4株がプラスミドを保持しても生育負荷を感じない「プラスミド非感受性」であることを見出した。そこで、トランスポゾン変異により「プラスミド感受的」に変化した変異株を取得し、各種解析を適用することで、新規性質の分子機構の解明を目指した。まず、変異株をRNA-Seqに供した結果、硫黄代謝に関与する複数種のオペロンの転写抑制が観察された。Pseudomonas属細菌を含むグラム陰性細菌では、これらオペロンは転写制御因子CysBの制御下にある。そこでCysBに着目し、cysB破壊株を用いたRNA-Seq解析によりCA10dm4株のCysBレギュロンを同定したところ、CysBレギュロン全体の転写抑制が変異株で生じていた。つまり、変異株においてCysBの転写活性化能が低下した、つまりプラスミド非感受性の発揮にはCysBの転写活性化能が必須であることが明らかになった。また、CysBレギュロンには三つの転写制御因子（SpiR1, 2, 3）が含まれる。このうち、SpiR3がプラスミド非感受性の発揮に直接的に関与することを実証した。また、CysBの直接の制御下にSpiR1, 2が、さらにその下流にSpiR3が存在するような階層構造を各種解析を通じて実証した。プラスミド非感受性の発揮に、硫黄代謝を司るCysBが必須であるという知見は非常に新規性が高く、今後のさらなる進展が期待される。

质粒是一种圆形DNA，对宿主细菌的生长不是必不可少的，其维持量被赋予具有多种特征（例如污染物材料分辨率和耐药性）的宿主。还有人说维护是给主机增长的负载（增长的障碍）。顺便说一句，申请人发现环境细菌假单胞菌Cainovorans Ca10dm4股份是“质粒非敏感性”，即使它们持有质粒，它们也不会感觉到生长载荷。因此，通过获取因转座子突变而变为“质粒敏感性”的突变体，并应用各种分析，我们旨在阐明新自然的分子机制。首先，由于突变库存到RNA-seq，观察到了参与硫代谢的多种操作的转移抑制。在含有假单胞菌细菌的克阴性细菌中，这些操纵子在转移控制因子CYSB的控制之下。我专注于CYSB，通过使用CYSB破坏性菌株RNA-Seq分析确定了CysB调节量，这表明整个CYSB调节剂的转移抑制是由突变体控制的。换句话说，已经揭示了Cysb的转录激活对于突变库存中CYSB转移激活能力的降低至关重要，即质粒非敏感性的证明。 CYSB调节还包含三个转录控制因子（Spir1、2、3）。其中，他证明了Spir3直接参与了质粒非敏感性的证明。另外，通过各种分析证明了SPIR1和2在CYSB和SPIR3的直接控制中的层次结构。控制硫代谢的CYSB的知识对于质粒非敏感是必不可少的，并有望在将来进一步进展。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

IncP-7群プラスミドpCAR1上に新たに見出されたTAシステムの機能解析

IncP-7组质粒pCAR1上新发现的TA系统的功能分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
高島綾;河野響;上田朋美;水口千穂;岡田憲典;野尻秀昭
通讯作者：
野尻秀昭

A Novel Small RNA on the Pseudomonas putida KT2440 Chromosome Is Involved in the Fitness Cost Imposed by IncP-1 Plasmid RP4

DOI：
10.3389/fmicb.2020.01328
发表时间：
2020-06
期刊：
Frontiers in Microbiology
影响因子：
5.2
作者：
Hibiki Kawano;C. Suzuki-Minakuchi;D. Sugiyama;N. Watanabe;Yurika Takahashi;K. Okada;H. Nojiri
通讯作者：
Hibiki Kawano;C. Suzuki-Minakuchi;D. Sugiyama;N. Watanabe;Yurika Takahashi;K. Okada;H. Nojiri

プラスミド獲得直後の宿主はどのような細胞内応答を示すのか？

宿主获得质粒后立即表现出什么样的细胞内反应？