コレラ菌における染色体数のバリエーションに関する研究

霍乱弧菌染色体数目变异的研究

• 批准号: 19K07551
• 负责人: 山本 章治
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Institute of Infectious Diseases
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K07551/
• 关键词: コレラ菌; 単一染色体; 複製; 組換え; プラスミド様配列; 表現型; 合成致死; PCR; 遺伝子発現; コレラ菌; 単一染色体; 複製; 組換え; プラスミド様配列; 表現型; 合成致死; PCR; 遺伝子発現

昨年度はコレラ菌の単一染色体株V060002（Single Chromosome（SC）株）の染色体が2本に分離したバリアント（Two Chromosome（TC）株）をスクリーニングするとともに、両者の増殖能を比較した。本年度はSC株とTC株における遺伝子発現の違いを明らかにするためにRNA-seqを行った。その結果、SC株ではTC株に比べてリボース取り込み系の遺伝子群とCTXファージの複製に関わる遺伝子群の発現がそれぞれ約16倍と約4倍に上昇していた。また、染色数の変動を解析するためのレポーター系を用いてTCからSCへの変換に関わる因子について探索したところ、V060002のゲノムに特異的にコードされる約28 kbpの遺伝子クラスターが重要な役割を担うことが示唆された。この遺伝子クラスターはSalmonella Genomic Island-1（SGI-1）と相同性が高いため、Vibrio Genomic Island-1（VGI-1）と命名した。SGI-1は染色体からの切り出しと複製に関わる遺伝子や接合伝達開始点oriTをコードしているなどプラスミド様の特徴をもつが、その自律的複製と接合伝達を活性化するためにはヘルパープラスミドを導入する必要がある。そこでVGI-1とヘルパープラスミドpVCR94を共存させたところ、両者が単独で存在する場合に比べてTCからSCに変換される効率が100倍以上に上昇した。この結果から、pVCR94の存在下で活性化されるVGI-1由来の因子が単一染色体化を誘導しているものと考えられた。

去年，我们筛选了一个变体（两个染色体（TC）菌株），其中有两个染色体的单染色体V060002（单染色体（SC）菌株）的两个染色体，并比较了两者的增殖潜力。今年，进行RNA-Seq以阐明SC和TC菌株之间基因表达的差异。结果，与TC菌株相比，SC菌株中核糖摄取基因组的表达和参与CTX噬菌体复制的基因分别约为16倍和4倍。此外，当我们使用记者系统搜索TC转化为SC的因素以分析污渍数量的变化时，建议在V060002基因组中特别编码的大约28 kbp的基因簇起着重要作用。该基因簇被称为Vibrio Genomic Island-1（VGI-1），因为它与沙门氏菌基因组岛1（SGI-1）高度同源。 SGI-1具有类似质粒的特征，例如编码与染色体的切除和复制的基因以及共轭传递的起源，但有必要引入辅助质粒以激活其自主复制和共轭透射。因此，当将VGI-1和辅助质粒PVCR94共存时，与单独存在时，从TC到SC的转化效率增加了100倍以上。从这些结果中可以认为，在存在PVCR94的情况下激活的VGI-1衍生因子会诱导单个染色体化。