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。

这项研究的目的是发现在进化过程中优化的原核细胞中循环染色体涉及的原理，并揭示了细菌细胞中包含的核苷的机制，其长度是细胞长度的1000倍。我们试图阐明染色体本身的总体结构，细胞增殖模式和局部染色体序列如何影响细菌形成的因素。 1）我们发现的染色体分布的细菌丝粒样区域的位置效应位于染色体分布的复制（ORIC）附近。该顺式区域被转移到染色体上的另一个位置，以检查其对染色体分布的影响。 2）由于细胞周期而引起的核苷的形态变化观察到活细胞中核苷的形态，揭示了由于细胞周期而导致其形态的变化，并看到与细胞活性的关系。特别是，在多堡复制阶段观察到复杂的形态变化，揭示了复制与核形态之间的关系。结果，1）引入了一个系统来可视化活细胞内染色体分布的顺式迁移。 2）活细胞内的连续观察表明，MIGS被转移到染色体末端区域，而该部分移动了两个杆，而复制区域的起源仍留在细胞的中心。 3）这表明复制区域的起源与细胞内核苷的亚域结构一致，并揭示了在MIGS缺失菌株中没有看到该亚域结构，表明复制区域起源的分离延迟。 4）创建了端点区域的倒突变体和染色体复制的起源，并揭示了当端点区域侧的倒点接近差异时，倒置位置的频率会降低。这表明端点区域具有染色体结构域的边界。我取得了上述结果。