2つの環状染色体よりなるビブリオ属細菌染色体の複製・分配機構と進化についての研究

研究弧菌细菌染色体的复制/分离机制和进化，该染色体由两条环状染色体组成。

基本信息

批准号：
13206044
负责人：
飯田哲也
金额：
$ 2.88万
依托单位：
Osaka University
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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13206044/
关键词：
腸炎ビブリオコレラ菌染色体ゲノム進化

项目摘要

長年日本における食中毒原因のトップを占めている腸炎ビブリオは、日本の研究者により発見された唯一の食中毒原因菌である。一般に細菌のゲノムは1つの環状染色体よりなると考えられているが、我々は腸炎ビブリオのゲノムが2つの環状染色体よりなることを明らかにした。本研究では、このようなユニークなゲノム構造を有する腸炎ビブリオがいかにして2つの染色体をもつようになったかについて、系統学的に近縁の細菌とゲノム構造を比較することにより解析を行った。腸炎ビブリオのゲノムプロジェクトの進展(2002年2月現在でほぼ完了)にともない、すでに全ゲノム配列が報告されているコレラ菌と腸炎ビブリオとの間でのゲノム構造の詳細な比較が可能となった。その結果、コレラ菌と腸炎ビブリオのゲノムにおいて保存されている構造とともに相違のみられる構造が明らかとなった。特に小さい方の染色体に関しては、腸炎ビブリオの小染色体はコレラ菌の倍近くも大きいが、この領域にどのような遺伝子が存在しているのかを明らかにすることができた。また、コレラ菌と腸炎ビブリオの染色体上のオーソログの比較の結果、両者の染色体では過去に頻繁に大規模なrearrangementが起こったことが考えられた。さらに、ビブリオ属菌やその近縁種計30種についてゲノム構造の解析を行った結果、2つの環状染色体からなるゲノム構造がビブリオ属菌全体に共通の構造であることが明らかになった。ビブリオ属菌のゲノム構造についての解析をこれだけの菌種についてextensiveに行っている研究は世界的にも他に例がない。また現在進行中の腸炎ビブリオのゲノムプロジェクトからの知見をリアルタイムで活用しながら研究を行えたのは、本研究の大きな強味である。

副溶血弧菌长期以来一直是日本食物中毒的主要原因，也是日本研究人员发现的唯一食物中毒细菌。一般来说，细菌基因组被认为由一条环状染色体组成，但我们发现副溶血弧菌的基因组由两条环状染色体组成。在这项研究中，我们通过将副溶血弧菌的基因组结构与系统发育相关的细菌的基因组结构进行比较，分析了具有如此独特基因组结构的副溶血弧菌是如何拥有两条染色体的。随着副溶血弧菌基因组计划（2002年2月已接近完成）的进展，霍乱弧菌和副溶血弧菌的基因组结构的详细比较已成为可能，其整个基因组序列已被报道。结果揭示了霍乱弧菌和副溶血弧菌基因组中的保守结构和差异结构。特别是对于较小的染色体，副溶血弧菌的小染色体几乎是霍乱弧菌的两倍大，我们能够弄清楚该区域存在什么样的基因。此外，对霍乱弧菌和副溶血弧菌染色体上的直向同源物的比较表明，两者的染色体过去经常发生大规模重排。此外，对弧菌属及相关物种共计30种的基因组结构进行分析的结果表明，由两条环状染色体组成的基因组结构是所有弧菌属细菌所共有的。世界上没有其他研究对如此多的细菌物种的弧菌基因组结构进行了如此广泛的分析。这项研究的另一个主要优势是，它能够在实时利用正在进行的副溶血弧菌基因组项目的知识的同时进行研究。