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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	助手	(Kakenデータベース)