バクテリアのparAB分配遺伝子の多様性と分配の基本分子機構の研究

细菌parAB分配基因多样性及分配基本分子机制研究

基本信息

批准号：
12206072
负责人：
仁木宏典
金额：
--
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 (C)
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

<背景と目的>バクテリアでは染色体外因子にこれら因子を娘細胞へと伝えるための分配機構が見つかっている。この分配機構には2つのタンパクをコードする遺伝子とこれらのタンパクが作用するDNA部位、いわばセントロメアに相当する遺伝子が必要でありこれらの遺伝子は一つのオペロンを構成している。この分配遺伝子の働きによりプラスミドでは細胞の中央部に局在化されていたものが細胞長の1/4と3/4の部位に分かれる。この局在化のためには分配複合体が宿主側の因子に結合しているものと考えられるがいまだよくわかっていない。ゲノム研究の進展から、この分配遺伝子と相同性を持つものがバクテリアで見つかってきた。プラスミドの分配機構を明らかにするため新たに見つかってきた遺伝子をその配列から検討した。<検討結果>Fプラスミドの分配遺伝子の相同遺伝子を検索した。それぞれに50以上のホモログが見つかりこれらのファミリーをParAとParBとした。アミノ酸配列によるタンパクの系統樹ではParABとも2つに別れ、ゲノムに由来し比較的保存性が高いグループと染色体外因子に由来し配列の多様性が著しいグループであった。保存性の高い分配機構が種を超えて働きうるか実証するためBacillus subtilisの分配遺伝子soj-spoOJ-parSがEscherichia coliにおいてプラスミド分配遺伝子として機能するか調べた。世代あたりのプラスミドの保持率と細胞内での局在化の両点からB.subtilisの分配遺伝子がE.coliでも機能すると結論した。<考察>parAB分配遺伝子は染色体からプラスミドやファージに移ることでこの染色体外因子があたらしい宿主で安定保持されやすいだろう。これは種間でも機能しプラスミドやファージのバクテリア間での伝播に寄与したと考えられる。グラム陰性と陽性のバクテリアの間でも機能することから、分配の宿主因子はそれぞれの種に今も共通に保存されていると考えられる。

<在细菌中，发现了一种分布机制，可将这些因子传递给肌液外因子中的子细胞。这种分布机制需要编码两种蛋白质的基因，即这些蛋白质作用的DNA位点，一种与丝粒相对应的基因，这些基因构成一个操纵子。由于该分布基因的作用，将质粒定位在细胞中心部分，分为细胞长度的1/4和3/4。据信，分区综合体必定会成为此本地化的宿主因素，但仍然不太了解。基因组研究的进展表明，其中一些分区基因已在细菌中发现。为了阐明质粒的分布机理，从其序列中检查了新发现的基因。搜索了F质粒分布基因的同源基因。每个人都发现了50多种同源物，这些家庭被指定为Para和Parb。在基于氨基酸序列的蛋白质系统发育树中，将parab分为两组，其中一个源自基因组和相对保守的组，并且源自外粒体因子，序列的序列多样性。为了证明高度保守的分布机制是否可以跨物种起作用，我们研究了枯草芽孢杆菌的分布基因SOJ-SPOOJ-pars在大肠杆菌中充当质粒分布基因。每代质粒的保留率和细胞内定位的结论都得出结论，枯草芽孢杆菌的分配基因也起作用。 <讨论> parab分布基因从染色体转移到质粒和噬菌体，这使得该新宿主更有可能稳定。人们认为这在物种之间起作用，并促进了质粒的扩散和细菌之间的噬菌体。据认为，分布宿主因子在每个物种中仍然通常是保守的，因为它们在革兰氏阴性和阳性细菌之间也起作用。