バクテリア細胞内で周期移動する新規運動性タンパク質SopAの時空間解析

细菌细胞内周期性运动的新型运动蛋白 SopA 的时空分析

基本信息

批准号：
17049027
负责人：
仁木宏典
金额：
$ 3.39万
依托单位：
National Institute of Genetics
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

大腸菌の性決定因子Fプラスミドは、細胞内に1から2コピーと非常に少ないコピー数にもかかわらず、娘細胞へと安定に分配される。この過程でFプラスミドは、細胞中央で複製されたのち速やかに細胞両極方向へ移動することが知られており、ATPアーゼのSopAタンパク質が、移動の駆動力を生じているのではないかと考えられてきた。ではいかにしてSopAタンパク質はプラスミドに駆動力を与えているのかという問題を中心に本研究を行った。これまでの研究により、生きた細胞の中でプラスミドDNAとSopAタンパク質を蛍光タンパク質で標識し、両者の動態解析してきた。SopA-YFPタンパク質は細胞極近くに蛍光輝点を形成し、これが重合の中心となり、さらにそこから細胞全体にSopAが繊維状の構造体を形成しているらしい。また、このSopAの重合中心は、細胞内の端から端へ周期的に移動し、この変動に伴ってプラスミドDNAも周期的に移動した。これら結果は、SopAタンパク質は、直接プラスミドを押し引きして分配移動させるというより、繊維状のSopAタンパク質がプラスミドの移動の際の軌道として機能していることを強く示唆していた。また、この繊維構造には方向性があり、この方向性によりFプラスミドの分配移動方向をガイドする軌道として機能すると考えられる。さらにSopAタンパク質は、核様体とは独立に自己集合し、繊維状の構造体を形成しているか、否か明らかにするため、無核細胞内でのSopAタンパク質の動態を詳細に調べた。この結果、SopAタンパク質は、核様体とは独立に自己集合し、繊維状の構造体を形成していることが明らかとなった。

尽管副本数量很少，但大肠杆菌性决定因素f质粒稳定地分布到子细胞上，范围从细胞中的1到2份。在此过程中，已知F质粒在细胞的中心复制，然后迅速向细胞的两极移动，并且人们认为ATPases的SOPA蛋白会产生迁移的驱动力。因此，这项研究的重点是SOPA蛋白如何为质粒提供驱动力。先前的研究通过标记具有荧光蛋白的活细胞中的质粒DNA和SOPA蛋白来对两种动态进行分析。 SOPA-YFP蛋白在细胞极附近形成荧光亮点，该蛋白在细胞极中成为聚合的中心，从那里看来SOPA在整个细胞中形成了纤维结构。此外，SOPA的聚合中心定期从细胞内的端到端迁移，质粒DNA也随着这种变化的定期迁移。这些结果强烈表明，纤维SOPA蛋白在质粒迁移过程中充当轨道，而不是直接推动和拉质粒。此外，这种纤维结构具有方向性，据信这种方向是指导F质粒分布方向的轨迹。此外，为了确定SOPA蛋白是否独立于核苷并形成纤维结构，我们详细研究了无核细胞中SOPA蛋白的动力学。结果，发现SOPA蛋白独立于核苷并形成纤维结构。