大腸菌secG-IeuUオペロンの発現調節に関する研究

大肠杆菌secG-IeuU操纵子的表达调控研究

基本信息

批准号：
12029205
负责人：
西山賢一
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

SecGは大腸菌における分泌蛋白質の細胞質膜透過に関与する膜内在性因子であり、secG遺伝子破壊株では膜透過阻害が起こり低温感受性となる。一方、IeuU遺伝子はロイシンコドンCUC、CUUに対応するtRNAをコードする。大腸菌ではロイシンCUC、CUUに対応するtRNAはIeuU遺伝子産物のみであると考えられており、IeuU遺伝子は生育に必須であると考えられる。secG遺伝子とIeuU遺伝子の間はわずか10塩基であり、これらはオペロンを形成している可能性が考えられていた。secG-IeuU遺伝子の発現機構を調べた結果、以下の知見が得られた。secG遺伝子のORFとIeuU遺伝子を含むDNA断片をアラビノースプロモーター支配下に配置したプラスミドpAG3では、アラビノースを添加したときのみSecGの発現が誘導された。pAG3存在下でsecG-IeuU遺伝子を破壊すると、アラビノース存在下では野生株並に生育したが、アラビノースを枯渇させると致死的となった。secG遺伝子のみを破壊すると低温感受性となるため、IeuU遺伝子は生育に必須な遺伝子であることが判明した。このことは、さらに、secG遺伝子内部にはIeuU遺伝子のプロモーターは存在しないことを示しており、secG遺伝子とIeuU遺伝子はオペロンを形成することが証明された。secG遺伝子、IeuU遺伝子に特異的なプローブを調製し、ノーザンブロッティングにを行ったところ、どちらのプローブとも反応する約600塩基からなるRNAが検出された。したがって、このRNAはSecGのmRNAであり、ロイシンtRNAの前駆体でもあることが明らかとなった。リファンピシンを加えてRNA合成を阻害すると、このRNAは速やかに分解した。半減期は約2-3分であり、非常に不安定なRNAであることが判明した。また、このRNAは5'末端(secG遺伝子側)から分解が進むことも明らかとなった。これらの知見については、現在論文作成中である。

SecG 是大肠杆菌中参与分泌蛋白穿过细胞质膜渗透的整合膜因子，而 secG 基因破坏的菌株的膜渗透受到抑制并变得对冷敏感。另一方面，IeuU基因编码对应于亮氨酸密码子CUC和CUU的tRNA。在大肠杆菌中，IeuU 基因产物被认为是唯一对应于亮氨酸 CUC 和 CUU 的 tRNA，并且 IeuU 基因被认为对于生长至关重要。 secG和IeuU基因之间只有10个碱基，人们认为它们可能形成操纵子。对secG-IeuU基因的表达机制进行研究的结果，得到以下的见解。在质粒pAG3中，含有secG基因和IeuU基因的ORF的DNA片段被置于阿拉伯糖启动子的控制下，仅当添加阿拉伯糖时SecG表达才被诱导。当 secG-IeuU 基因在 pAG3 存在下被破坏时，它在阿拉伯糖存在下与野生型菌株一样生长，但当阿拉伯糖耗尽时变得致命。 IeuU 基因被发现是生长所必需的基因，因为仅破坏 secG 基因就会导致冷敏感性。这进一步表明IeuU基因的启动子并不存在于secG基因内，证明secG和IeuU基因形成操纵子。当我们制备 secG 和 IeuU 基因特异的探针并进行 Northern 印迹时，我们检测到由约 600 个碱基组成的 RNA，与这两种探针发生反应。因此，表明该RNA是SecG mRNA，也是亮氨酸tRNA的前体。当添加利福平抑制 RNA 合成时，该 RNA 会迅速降解。人们发现它是一种非常不稳定的RNA，半衰期约为2-3分钟。还表明该RNA的降解是从5'端（secG基因侧）进行的。目前正在撰写关于这些发现的论文。