DNA分子の戦略的生存システムの解析とその応用

DNA分子的战略生存系统分析及其应用

基本信息

批准号：
12876020
负责人：
村田幸作
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

DNAは、情報のファイルとしての機能以外に、多くの生理機能を有することが明らかにされてきている。本研究では、細菌DNA、及びその断片が、酵母やカビの増殖を阻害することを明らかにし、それがDNA中に高頻度で散在するCpGモチーフに起因することを明らかにした。この現象は、細菌DNAが安全な食品の防腐剤として利用できることを示唆しており、その実用化に向けた研究が企業で開始されている。また、細菌DNAとその断片は、植物の種子の発芽も強力に阻害することを見出した。こうした細菌DNAの機能は、酵母、カビ、或いは植物種子の表層に細菌DNA受容体の存在を強く示唆している。そこで、酵母を対象に、細菌DNAと親和性を持つタンパク質及び取り込み装置の検索を進めてきた。その結果、酵母細胞は、増殖の極早い時期にDNAを取り込む能力を発現していることを見出した。取り込みにはポリエチレングリコールの存在が要求されるが、これは酵母の自然形質転換現象と考えられ、この現象は酵母の新規な形質転換法として有望であることを明らかにした。酵母細胞に見られたかかる現象は、植物種子の発芽時にも適用され、そこから細菌DNAが取り込まれる結果、酵母や種子の中の代謝が乱れ、増殖阻害に至ると判断された。以上の結果から、細菌はDNAを細胞外部に漏出させることによって、周囲の真核細胞に危害を加え、自己の生存を図っていることが推定された。つまり、真核生物世界の中に原核細胞が侵入し、そこで生存を可能にするためのDNA自身の生存戦略の存在が明らかになった。この原核細胞(細菌)が行使すると真核細胞(生体)世界での生存戦略の分子機構を逆手に取った細菌感染症の新規な治療法の開発が可能と考えられる。なお、研究成果は、論文として2報投稿中、また、平成14年度日本農芸化学会で2件発表する予定である。

已经揭示了DNA除了其作为信息文件功能外，还具有许多生理功能。这项研究表明，细菌DNA及其片段抑制了酵母和霉菌的生长，这是由于CpG基序经常散布在DNA中。这种现象表明，细菌DNA可以用作安全的食品防腐剂，并且已经在公司中进行了研究以使其实用。我们还发现细菌DNA及其片段也强烈抑制植物种子的发芽。细菌DNA的这种功能强烈表明酵母，霉菌或植物种子表面上存在细菌DNA受体。因此，我们一直在寻找与细菌DNA相关的蛋白质和摄取器件，靶向酵母。结果，发现酵母细胞在生长的早期阶段表现出摄取DNA的能力。摄取需要聚乙烯乙二醇的存在，这被认为是酵母中的自然转化现象，并且这种现象已被证明是转化酵母的一种有希望的方法。在植物种子发芽期间，在酵母菌细胞中也发现了这种现象，并且由于其中的细菌DNA掺入，确定酵母中的代谢和种子被破坏，导致生长抑制。从以上结果来看，据估计，细菌通过在细胞外泄漏DNA并试图生存会对周围的真核细胞造成伤害。换句话说，原核细胞侵入了真核世界，揭示了DNA自身生存策略的存在，可以使那里的生存。人们认为，当这些原核生物细胞（细菌）运动时，就有可能为细菌感染开发新的治疗方法，以利用真核细胞中生存策略的分子机制（活生物体）。该研究结果目前正在提交两篇论文，并计划于2002年在日本农业化学学会上提出。