バクテリア環状ゲノム構造の構築原理の解明

阐明细菌环状基因组结构的构建原理

基本信息

批准号：
15013257
负责人：
仁木宏典
金额：
$ 3.97万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15013257/
关键词：
細菌染色体分配ゲノム

项目摘要

本研究では、進化の過程で最適化されてきた原核細胞の環状染色体の構築に関わる原理を見いだし、その細胞長の1000倍もの長さを持ちながらバクテリア細胞内に納められている核様体の仕組みを解き明かすことを目的とした。バクテリアの核様体形成に関わる要因として、染色体の全体構造そのもの、あるいは細胞増殖の様式、さらに局所的な染色体配列等がどのように影響するか明らかにすることを試みた。1)バクテリア・セントロメア様領域の位置効果染色体の複製起点(oriC)の近傍に、私達が見いだした染色体分配のシス機能領域(migS)は位置する。このシス領域を染色体の別の位置に移して染色体分配への影響を調べる。2)細胞周期による核様体の形態変化生細胞での核様体の形態を観察し、細胞周期によるその形態の変化を明らかにし細胞活動との関連を見る。特に、マルチフォーク複製期には複雑な形態の変化を認めており、複製と核様体形態の関係を明らかにする。これらの結果、1)染色体分配のシス領域、migS,による染色体の移動を生細胞内で可視化するシステムを導入した。2)migSを染色体終点領域に移すと、この部分が両極移動し、一方、複製起点領域は細胞中央部に留まったままになっていることを生細胞内の連続的観察から示すことができた。3)細胞内の核様体のサブドメイン構造に一致して、複製起点領域が位置していることを示し、migS欠失株ではこのサブドメイン構造が見られなくなり、複製起点領域の分離に遅れがあることを明らかにした。4)染色体の終点領域と複製起点の逆位変異株を作成し、終点領域側の逆位の点が、dif配列に近いと逆位の頻度が下がることを明らかにした。これは終点領域にならかの染色体ドメインの境界があることを示唆している。以上の成果を得た。

在这项研究中，我们发现了原核细胞中环状染色体构建的原理，这些原理在进化过程中得到了优化，并发现比细胞长度长1000倍并位于细菌细胞内的核苷，目的是阐明其机制。我们试图阐明与细菌核形成相关的因素如何受到染色体本身的整体结构、细胞增殖模式和局部染色体排列的影响。 1）细菌着丝粒样区域的位置效应我们发现的染色体分离顺式功能区（migS）位于染色体复制起点（oriC）附近。我们将把这个顺式区域移动到染色体上的另一个位置，并检查它对染色体分离的影响。 2) 细胞周期引起的类核的形态变化我们将观察活细胞中类核的形态，阐明其形态随细胞周期的变化，并检查与细胞活性的关系。特别是，在多叉复制阶段观察到复杂的形态变化，阐明了复制与类核形态之间的关系。这些结果的结果是，1) 我们引入了一种系统，可以可视化活细胞中由于染色体分离顺式区域 migS 造成的染色体运动。 2）在活细胞中的连续观察表明，当migS转移到染色体末端区域时，该区域双极移动，而复制起点区域保留在细胞的中心。 3)这表明复制起点区域与细胞内核的子结构域结构一致；在migS缺失菌株中不再看到该子结构域结构，并且表明复制起点区域的分离被延迟。是。 4)我们创建了染色体末端区和复制起点的倒位突变体，发现当末端区一侧的倒位点越接近dif序列时，倒位频率越低。这表明终点区域存在染色体结构域边界。取得了上述成果。