放線菌の線状ゲノムのダイナミックな構造変化の解析

放线菌线性基因组动态结构变化分析

• 批准号: 14014236
• 负责人: 木梨 陽康
• 金额: $ 3.65万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14014236/
• 关键词: 放線菌; 線状染色体; closed racket frame; キメラ染色体; 組み換え修復; アーム置換; 末端逆位配列; パリンドローム

(1)Streptomyces griseusの線状染色体のダイナミックな構造変化の解析変異株301-22では、染色体の欠失末端同士が結合して巨大パリンドローム構造を形成していることが分かった。このような構造は、染色体の左右のアーム置換によって生じた異常に長い末端逆位配列(TIR)が再び欠失して、欠失末端同土がTIR内で結合して形成されたと思われる。このような構造をclosed racket frameと名付けた。S. griseusの線状染色体のダイナミックな構造変化を総括して、次のような仮説を提唱した。線状染色体の両末端では常に欠失が起きているが、両末端のTIRは、片方の末端が欠失したときに組み換え修復によってこれを回復するために機能している。欠失がTIRの範囲を超えたときに、もし左右のアーム上に相同DNAがあれば、それらの間の相同組み換えによってアーム置換が起こる。両末端が欠失したときには、末端回復は不可能なので染色体の環状化が起こる。アーム置換の結果TIRが長くなったときは、TIR内で欠失末端同士が結合してclosed racket frame構造が形成される。(2)S. coelicolorA3(2)の線状染色体とSCP1の相互作用の解析2106株の2つのキメラ染色体(7200,1800kb)の接合部の塩基配列を決定し、これらが線状プラスミドSCP1と染色体の一点交差で生じたことを明らかにした。また、1800kb染色体の末端塩基配列の解析から、これは両末端に染色体末端とSCP1末端をもち、TIRをもたないことが分かった。一方、7200kbの染色体も同じ2つの末端をもつことが、サザン解析によって示された。このように2つのキメラ染色体はTIRをもたないが、同じ末端配列を分子間で共有している。上述した,TIR間での粗み換え修復が、2つのキメラ染色体の末端同士でも起きている可能性がある。

(1)灰色链霉菌线性染色体动态结构变化分析在突变菌株301-22中，发现染色体缺失的末端连接在一起，形成巨大的回文结构。这种结构被认为是由异常长的末端倒转序列（TIR）形成的，该异常长末端倒转序列是由染色体左右臂替换产生的，再次被删除，删除的末端在TIR内连接起来。我们将这种结构命名为封闭式球拍框架。我们总结了灰色链霉菌线性染色体的动态结构变化，并提出以下假设。缺失总是发生在线性染色体的两端，当一端被删除时，两端的TIR可以通过重组修复来恢复缺失。当缺失超出TIR范围时，如果左右臂上存在同源DNA，则通过它们之间的同源重组发生臂替换。当两端都被删除时，染色体就会变成环状，因为末端恢复是不可能的。当 TIR 由于手臂更换而变长时，删除的端部在 TIR 内连接在一起，形成封闭的球拍框架结构。 (2)天蓝色链球菌A3(2)的线性染色体与SCP1之间的相互作用分析表明，这发生在单点交叉处。此外，对1800kb染色体末端核苷酸序列的分析表明，其两端都有染色体末端和SCP1末端，并且不具有TIR。另一方面，Southern分析表明7200kb的染色体也有相同的两端。因此，尽管两条嵌合染色体没有TIR，但它们在分子之间共享相同的末端序列。上述TIR之间的粗修复也可能发生在两条嵌合染色体的末端之间。

项目成果

T.Uchida, M.Miyawaki, H.Kinashi: "Chromosomal arm replacement in Streptomyces griseus"J. Bacteriol.. 185. 1120-1124 (2003)

T.Uchida、M.Miyawaki、H.Kinashi：“灰色链霉菌中的染色体臂置换”J。

K.Inada, H.Kinashi, O.Nimi, T.Hasegawa, H.Shinkawa: "Characterization of the dnaK locus in Streptomyces griseus"Actinomycetologica. 16. 37-40 (2002)

K.Inada、H.Kinashi、O.Nimi、T.Hasekawa、H.Shinkawa：“灰色链霉菌中 dnaK 位点的表征”放线菌。

S.Mochizuki, K.Hiratsu, M.Suwa, T.Ishii, F.Sugino, K.Yamada, H.Kinashi: "The large linear plasmid pSLA2-L of Streptomyces rochei contains an unusually condensed gene organization for secondary metabolism"Mol. Microbiol. 48(in press).

S.Mochizuki、K.Hiratsu、M.Suwa、T.Ishii、F.Sugino、K.Yamada、H.Kinashi：“罗氏链霉菌的大型线性质粒 pSLA2-L 包含用于次级代谢的异常浓缩的基因组织”Mol

K.Goshi, T.Uchida, A.Lezhava, M.Yamasaki, K.Hiratsu, H.Shinkawa, H.Kinashi: "Cloning and analysis of the telomere and terminal inverted repeat of the linear chromosome of Streptomyces griseus"J. Bacteriol.. 184. 3411-3415 (2002)

K.Goshi，T.Uchida，A.Lezhava，M.Yamasaki，K.Hiratsu，H.Shinkawa，H.Kinashi：“灰色链霉菌线性染色体端粒和末端反向重复的克隆和分析”J。

M.Yamasaki, Y.Ikuto, A.Ohira, K.Chater, H.Kinashi: "Limited regions of homology between linear and circular plasmids encoding methylenomycin biosynthesis in two independently isolated streptomycetes"Microbiology. 149(in press). (2003)

M.Yamasaki、Y.Ikuto、A.Ohira、K.Chater、H.Kinashi：“在两个独立分离的链霉菌中编码亚甲霉素生物合成的线性和环状质粒之间的同源性有限区域”微生物学。