PCB分解酵素系における新規転写制御メカニズムの解明

阐明 PCB 降解酶系统中的新型转录控制机制

• 批准号: 16780052
• 负责人: 宮内 啓介
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16780052/
• 关键词: PCB; 転写制御; biodegradation

PCB分解菌Rhodococcus sp. RHA1のビフェニル(BP)分解遺伝子群のうち、その転写制御機構が明らかとなっていない下流遺伝子群bphGF1E1の転写制御機構について解析をおこなった。昨年度までの研究でbphGF1E1は上流代謝系の遺伝子群とは異なる転写制御を受け、そのプロモーター活性はビフェニル存在下で約3倍に上昇することを明らかにした。bphGの上流に存在するpadRファミリー転写制御因子と相同性を示すBphRのbphGF1E1転写に対する影響を調べるために、bphRを相同組換えを利用して破壊し、得られた破壊株をRDR2株と命名した。RDR2のビフェニルでの生育は野生株より若干劣っていたが、生育能を示したため、bphRはRHA1のビフェニル生育には必須ではないことが強く示唆された。RDR2株にbphGプロモーターを保持するレポータプラスミドを導入し、bphGプロモーター活性を測定したところ、野生株同様の3倍程度のビフェニル誘導性を示した。また、その活性は全体的に野生株より高かった。RDR2においては、破壊したbphR中に大腸菌用のベクタープラスミドの配列が挿入されているため、下流の遺伝子群に影響を与えてしまっている可能性が考えられたため、bphR中に連続した終止コドンを導入したbphR破壊株RDR3を構築し、同様の実験を行ったが、結果は同様であった。また、定量PCRを用いてRHA1、RDR3中でのbphGF1E1の各転写量を測定した。転写産物の量が非常に少なかったものの、両株でプロモーター活性測定と同様の結果が得られた。ゲノム配列中にはbphR相同遺伝子は存在しないため、以上の結果より、RHA1でのbphGF1E1の転写誘導にはbphRは関与していないことが示唆された。しかし破壊株におけるbphGプロモーターの活性が上昇する、及び異種宿主において発現させたBphRがbphGプロモーターを構成的に活性化する、という結果より、bphRはbphGF1E1の構成的な転写において何らかの役割を担っていることが示唆された。

在PCB降解菌RHA1的联苯（BP）降解基因中，我们分析了下游基因组bphGF1E1的转录控制机制，其转录控制机制尚不清楚。直到去年进行的研究表明，bphGF1E1 受到与上游代谢系统中的基因不同的转录控制，并且在联苯存在的情况下，其启动子活性增加约三倍。为了研究与位于bphG上游的padR家族转录调节因子同源的BphR对bphGF1E1转录的影响，利用同源重组对bphR进行破坏，所得破坏菌株被命名为菌株RDR2。虽然RDR2在联苯上的生长略逊于野生型菌株，但它显示出生长能力，强烈表明bphR对于RHA1在联苯上的生长不是必需的。当将携带bphG启动子的报告质粒引入RDR2菌株并测量bphG启动子活性时，联苯诱导能力约为野生菌株的三倍。此外，其活性总体上高于野生型菌株。在RDR2中，将大肠杆菌的载体质粒的序列插入到被破坏的bphR中，并且认为这可能影响了下游基因组，因此将连续的终止密码子插入到bphR中，我们构建了引入的bphR-。破坏菌株RDR3并进行了类似的实验，但结果是相同的。此外，使用定量PCR测量了RHA1和RDR3中bphGF1E1的转录水平。尽管转录本的量非常低，但两种菌株在启动子活性测量中都获得了相似的结果。由于基因组序列中不存在bphR同源基因，因此上述结果提示bphR不参与RHA1中bphGF1E1的转录诱导。然而，结果表明，在破坏的菌株中bphG启动子活性增加，并且在异源宿主中表达的BphR组成型激活bphG启动子，表明bphR在bphGF1E1的组成型转录中发挥作用。