大腸菌O157におけるプロファージとプロファージ様エレメントの誘発と水平伝達

大肠杆菌 O157 中原噬菌体和原噬菌体样元件的诱导和水平转移

基本信息

批准号：
06F06244
负责人：
林哲也
金额：
$ 1.54万
依托单位：
University of Miyazaki
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

腸管出血性大腸菌O157Sakai株が保有する18種類のプロファージに関して、以下の解析を行った。1)大腸菌O157堺株が保有する18種類のプロファージのゲノム配列の詳細な再解析2)誘発可能なファージ検出のためのマイクロアレイ解析3)染色体から切り出されたファージゲノムのPCRによる検出4)リアルタイム定量PCRによる細胞内及びファージ粒子内に存在するファージゲノムDNAの定量5)染色体から切り出されてファージ粒子内にパッケージされると考えられたプロファージへのCp耐性遺伝子の挿入6)Cp耐性遺伝子を付加したプロファージの大腸菌K-12株への伝達能の解析以上の解析の結果、明らかな構造的欠陥を有する複数のプロファージが、ゲノムからの切り出し、複製、ファージ粒子内へのパッケージング能を有することが明らかとなった。さらに、少なくとも3種類のプロファージがK-12株に伝達されることも明らかになった。この予想外の結果は、細菌のゲノム上にしばしば存在するdefectiveなプロファージがただの残骸でなく、潜在的な水平伝達能力を持つことを初めて示したものである。同時に、この結果はゲノム上に複数存在するdefectiveなプロファージ間で、遺伝子産物のin transでの供給など、様々な相互作用があることを示すものである。さらに、これらの解析の中で、O157のStx1ファージであるSp15とStx2ファージであるSp5との間で、高頻度の組換えが生じ、新しいStx2ファージが生じることを明らかにし、その組換え部を特定した。また、大腸菌O157の病原性発現を制御すると予想される新規の調節遺伝子や、これまで報告されていない全く新しいタイプのファージの複製タンパク質と発現調節タンパク質を発見した。今後、さらに詳細な解析を行う必要があるが、いずれも重要な発見である。

对肠出血性大肠杆菌O157Sakai菌株所具有的18种原噬菌体进行以下分析。 1) 对大肠杆菌 O157 Sakai 菌株携带的 18 种原噬菌体的基因组序列进行详细再分析 2) 用于检测诱导型噬菌体的微阵列分析 3) 通过 PCR 检测从染色体上切除的噬菌体基因组 4) 实时检测噬菌体定量通过定量 PCR 检测细胞和噬菌体颗粒中存在的基因组 DNA5)将 Cp 抗性基因插入被认为包装在噬菌体颗粒内的原噬菌体中 6) 对添加了 Cp 抗性基因的原噬菌体传播大肠杆菌菌株 K-12 的能力进行分析表明，研究表明，一些具有结构缺陷的前噬菌体能够从基因组中切除、复制并包装成噬菌体颗粒。此外，还发现至少三种类型的原噬菌体被传播到K-12菌株中。这一意想不到的结果首次表明，细菌基因组中经常存在的有缺陷的前噬菌体不仅仅是残余物，而且具有水平转移的潜力。同时，这一结果表明基因组中多个有缺陷的前噬菌体之间存在各种相互作用，例如基因产物的反式供应。此外，在这些分析中，我们发现 Stx1 噬菌体 Sp15 和 O157 的 Stx2 噬菌体 Sp5 之间发生高频率的重组，从而产生新的 Stx2 噬菌体。我们还发现了一种有望控制大肠杆菌O157毒力表达的新型调控基因，以及一种此前从未报道过的全新类型的噬菌体复制蛋白和表达调控蛋白。尽管将来需要更详细的分析，但这些都是重要的发现。