塩基性、酸性リン脂質によるDNA複製開始タンパクDnaAの活性制御機構の解明

碱性和酸性磷脂对DNA复制起始蛋白DnaA活性调节机制的阐明

基本信息

批准号：
04J11171
负责人：
市橋伯一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

細菌のDNA複製開始は、DnaAの活性により厳密に制御されている。これまでにin vitroで、酸性リン脂質はDnaAを再活性化することが報告されており、また、我々の研究の結果から、塩基性リン脂質であるリジルフォスファチジルグリセロール(LPG)がこのin vitroの再活性化を阻害することが見出されていた。しかし、これまでにin vivoにおいては、証拠がほとんど得られていなかった。平成16年度に私は、LPGの欠損株では、細胞の分離過程に異常がみられるがDNA複製には異常が見られないという結果を得た。この結果は、LPGがDnaAの活性に影響をあたえるという我々の仮説を支持しない。この結果の解釈として、我々は、染色体のDNA複製には、リン脂質以外にも、DnaAの合成量変化やDNAのメチル化の程度など、別の複数の要因が関与しているため、LPG欠損の効果は他の制御系により代償されていると考えた。そこで17年度では、染色体上の複製開始部位をプラスミドにのせたoriCプラスミドに着目し、このプラスミドの複製がリン脂質により影響をうけるか検討した。その結果、LPG欠損株では、oriCプラスミドのコピー数が増加していることを見い出した。さらに我々は、LPG欠損によるコピー数増加が、DnaAの再活性化阻害によるのかを検討した。活性型のDnaAは、DnaAの再活性化、もしくはDnaAの新規合成により生じる。もしLPGの効果がDnaAの再活性化阻害ならば、DnaAの新規合成を抑えた時にその効果が明瞭になると予想される。そこでDnaAの新規合成を抑えた条件で、oriCプラスミドのコピー数を調べたところ、我々の予想どおり、LPG欠損株でのコピー数の上昇がさらに明瞭になった。これらの知見は、LPGがin vivoでもDnaAの再活性化阻害に働くことを示唆している。

细菌 DNA 复制起始受到 DnaA 活性的严格控制。此前已有报道称，酸性磷脂在体外可重新激活DnaA，而我们的研究结果表明，碱性磷脂赖氨酰磷脂酰甘油（LPG）可在体外重新激活DnaA。然而，迄今为止，在体内获得的证据还很少。 2004年，我得到的结果是，在LPG缺陷菌株中，细胞分离过程中观察到异常，但DNA复制没有观察到异常。这个结果不支持我们的假设，即 LPG 影响 DnaA 活性。作为对这一结果的解释，我们假设染色体 DNA 复制还涉及除磷脂之外的多种其他因素，例如 DnaA 合成量的变化和 DNA 甲基化程度的影响。因此，2017年，我们重点关注染色体上携带复制起始位点的oriC质粒，研究该质粒的复制是否受到磷脂的影响。结果，我们发现LPG缺陷菌株中oriC质粒的拷贝数增加。此外，我们研究了 LPG 缺乏导致的拷贝数增加是否是由于 DnaA 重新激活的抑制。活性 DnaA 是通过 DnaA 的重新激活或 DnaA 的新合成而产生的。如果LPG的作用是抑制DnaA的重新激活，则预计当新的DnaA合成受到抑制时，这种作用将变得明显。因此，我们在抑制DnaA新合成的条件下检查了oriC质粒的拷贝数，正如我们所预期的，LPG缺陷菌株中拷贝数的增加变得更加明显。这些发现表明 LPG 还可抑制体内 DnaA 重新激活。