細菌逆転写酵素とcDNA産物による病原細菌進化の分子メカニズム解明

利用细菌逆转录酶和cDNA产物阐明病原菌进化的分子机制

• 批准号: 11770141
• 负责人: 島本 整
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11770141/
• 关键词: 逆転写酵素; Vibrio cholerae; Vibrio parahaemolyticus; msDNA; レトロン; コレラ菌; 腸炎ビブリオ

細菌逆転写酵素は,細胞内でmulticopy single-stranded DNA(msDNA)と呼ばれる特殊なRNA-DNA複合体の合成に必須の酵素である。msDNAをコードする領域と細菌逆転写酵素遺伝子(ret)は細菌ゲノム上でオペロンを構成しており,レトロンと呼ばれている。細菌逆転写酵素やmsDNAの役割については,不明の点が多いが,細胞内でmsDNAが大量に発現する条件下では突然変異が誘発されることが知られている。研究代表者は,これまでにコレラ菌(Vibrio cholerae O139)や腸炎ビブリオなどのビブリオ属の細菌においてmsDNAの存在を明らかにしてきた。また,その他の病原菌でもmsDNAが見つかっており,msDNAと細菌の病原性との関係が注目されている。本研究では,V.choleraeの逆転写酵素およびmsDNAと病原性との関係を明らかにする目的で,病原性の異なる複数のV.cholerae株においてmsDNAおよびレトロンの存在の有無を調べた。これまで調べたV.choleraeの中で,伝染病コレラの原因菌として知られる血清型O1とO139の12株には,すべて同じ大きさのmsDNAの存在が認められた。一方,それ以外の血清型のV.cholerae non-O1/non-O139株9株からは,同じmsDNAが検出されなかった。この結果は,V.choleraeの病原性とmsDNAとの関係を強く示唆するものである。また,PCRによる解析の結果,O1およびO139株ではゲノム上の同じ位置に約4.2kbpのレトロンが挿入されているが,non-O1/non-O139株では同じ領域が別のDNA断片と置き換わっていることがわかった。レトロンと置換しているDNA断片の長さは血清型によって大きく異なっており,数十bpから5kbp以上のものまであった。これらの配列の中には特徴的な繰り返し配列や機能未知のopen reading frameなどが存在しておりレトロンの挿入に関与している可能性が示唆された。

细菌逆转酶是用于合成一种称为多拷贝单链DNA（MSDNA）的特殊RNA-DNA复合物的细胞中必不可少的酶。编码MSDNA的区域和细菌逆转（RET）的细菌逆转（RET）在细菌基因组上构成了一部歌剧，称为重龙。细菌逆转酶和msDNA的作用通常是未知的，但是众所周知，在MSDNA在细胞中大量表达的条件下，突变是诱导的。研究代表揭示了细菌腹部中的MSDNA存在，例如纤维状霍乱O139和发作性炎。另外，在其他病原体中发现了MSDNA，MSDNA与细菌病原体之间的关系引起了人们的注意。在这项研究中，我们检查了具有不同致病性能的多个V.Cholerae共享中MSDNA和RERON的存在，以阐明V.Cholerae的逆转录本与MSDNA和致病性之间的关系。在我们已经检查的V.Cholerae中，在血清O1型和O139的12份中，具有相同大小的MSDNA的存在是相同的，称为感染性霍乱的致病细菌。另一方面，未从其他血清格式的V.Cholerae non-O1/O139的9股中检测到相同的MSDNA。该结果强烈表明V.胆碱的致病性和MSDNA之间的关系。此外，由于PCR的分析，将约4.2kbp反元插入了O1和O139中的基因组上的相同位置，但在非O1/non-O139股票中，相同的区域被同一区域替换为不同的DNA片段我发现。用反re替换的DNA片段的长度取决于血清类型，从几十bp到5kbp。它表明这些阵列包括特征重复的序列和未知的开放阅读框，这可能参与了retron的插入。

项目成果

K.Yamanaka: "Mobile DNA II"ASM Press(in press). (2001)

K.Yamanaka：“Mobile DNA II”ASM Press（正在印刷中）。

Tadashi Shimamoto: "A retroelement in Vibrio cholerae"Molecular Microbiology. 34(3). 631-632 (1999)

Tadashi Shimamoto：“霍乱弧菌中的逆转录因子”分子微生物学。