Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

主要型シグマ因子 / 定常期特異的転写開始因子 / σ^<38> / 大腸菌 / ラン藻 / シロイヌナズナ / プラスチド / 紅藻 / 定常期シグマ因子 / 葉緑体 / ホロ酵素 / rpoS / katE / sig遺伝子

(1)大腸菌のrpoS^+およびrpoS欠損株(rpoS::Tn10)を用いることにより、rpoS依存性のkatEプロモーターは以前報告されていたものと異なる位置にあることを示し、更に転写開始点の7-8bp上流にσ^<70>およびσ^<38>依存性大腸菌プロモータと類似した配列が存在するが、明確な-35領域配列は確認できなかった。C末端領域(CTE)が高塩濃度に対応するためのσ^<38>特有の機能領域であることを突き止めた。(2)ラン藻Synechococcus PCC7942株のグループ2σ因子がin vitroでラン藻ならびに大腸菌の代表的プロモータの認識に関わることを明らかにした。また、既にゲノムの全塩基配列が決定されているSynechocystis sp.6803についてプロテオーム解析を行い、sigDおよびsigEの発現が窒素飢餓によって誘導されることを示した。(3)紅藻および高等植物(シロイヌナズナ、タバコ、イネ)について葉緑体(プラスチド)RNAポリメラーゼ・シグマ因子をコードする複数個の核遺伝子(sig)の存在を明らかにするとともに、それらの塩基配列(cDNA)を決定した。また、これらの遺伝子産物が大腸菌RNAポリメラーゼ・コア酵素に対してシグマ因子活性をもつことを示した。シロイヌナズナについてはsigA〜sigCの他、sigD,sigE,sigF遺伝子を新たに見い出した。それらの染色体上の位置を決定すると共にuid及びGFP融合遺伝子による形質転換体を用いることにより光誘導性、局在化、発生過程における発現制御について解析を行った。プラスチド(葉緑体)への局在化、発生過程における逐次的発現を確認した。

増殖停止 / シグマ因子 / σ^<38> / 定常期 / 大腸菌 / プロモーター / RNAポリメラーゼ / 主要シグマ因子 / σ38 / プロモーター特異性

本研究は主要型シグマ因子、特に大腸菌の増殖定常期細胞に特異的なシグマ様因子σ38(=rpoS遺伝子産物)の構造と機能との相関関係を明らかにすることを目標として計画された。本研究の成果の概要は以下のとおりである。(1)大腸菌のrpoS遺伝子のコードする蛋白質が主要シグマ因子のアミノ酸配列と高い相同性を持つことを確認するとともに、大腸菌の精製したRNAポリメラーゼ・コア酵素と再構成したホロ酵素(Eσ38)を用いたin vitroにおける転写実験によりRpoS蛋白質がシグマ活性を持つことを明らかにした;(2)Eσ38ホロ酵素のよるプロモーター選択性についての解析を行った結果、Eσ70型のコンセンサス配列を持つプロモーターの中の相当数を認識できることが分かった。また、Eσ38によるプロモーターの認識には-10エレメントが重要であることが明らかとなった;(3)σ70とσ38蛋白質間で組換えたキメラ分子を用いての解析のにより、それらのプロモーター選択性は主要(型)シグマ因子の機能ドメインから予想されるものと一致することが確認された;(4)σ38蛋白質の欠失変異体を用いた実験から、σ38蛋白質の領域4.2からC-末端の間を欠失するとシグマ活性がむしろ上昇することが分かった。このことは、領域4.2からC-末端に至る領域が転写開始活性を抑制するような働きを持つ機能ドメインを構成していることを示している;(5)σ38蛋白質の領域4.2を完全に欠いたような変異蛋白質も有意なシグマ活性を示すことが分かった。このことはσ38によるプロモーターの認識には特定の-35配列を必要としないという結果と一致する;(6)ラン藻の主要型シグマ因子蛋白質についてin vitroの転写系を用いたシグマ活性の確認とプロモーター選択性についての解析を行った。

【研究分担者】
田中寛	東京大学	分子細胞生物学研究所	助教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
田中寛	東京大学	分子細胞生物学研究所	助手	(Kakenデータベース)