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Internal promoter characterization and expression of the ${it Deinococcus radiodurans pprI}$-${it folP}$ gene cluster

デイノコッカス・ラジオデュランスの${it pprI}$-${it folP}$遺伝子クラスターの内部プロモーターの発現と機能解析

Gao, G.*; Le, D.*; Huang, L.*; Lu, H.*; 鳴海 一成; Hua, Y.*

Gao, G.*; Le, D.*; Huang, L.*; Lu, H.*; Narumi, Issei; Hua, Y.*

PprIは、デイノコッカス・ラジオデュランスの著しい放射線耐性に重要な放射線応答スイッチタンパク質である。DNAデータベース解析により、${it pprI}$遺伝子の終止コドンは下流に存在する${it folP}$遺伝子の開始コドンとオーバーラップしており、2つの遺伝子はオペロンを形成していると示唆された。しかし、${it folP}$遺伝子破壊株は葉酸要求性で放射線耐性、${it pprI}$遺伝子破壊株は葉酸非要求性で放射線感受性であった。また、プライマー伸長法により、${it pprI}$遺伝子の転写開始点を決定した。さらに、${it lacZ}$レポーターアッセイを用いて、${it pprI}$遺伝子の発現が構成的であり、放射線照射によって誘導されないことを明らかにした。${it pprI}$プロモーターを欠損させると、PprIタンパク質が生産されないことから、${it pprI}$遺伝子の上流に存在するプロモーターが、デイノコッカス・ラジオデュランスの放射線耐性に重要であることがわかった。しかし、${it pprI}$プロモーターの欠損は、folP遺伝子の発現に影響を及ぼさなかった。${it folP}$プロモーター領域のプライマー伸長解析により、${it folP}$遺伝子のプロモーターは、${it pprI}$構造遺伝子内部に存在することが明らかになった。これらの結果から、${it pprI}$${it folP}$はオペロンを形成せず、FolPタンパク質が${it pprI}$遺伝子の発現制御に関与することもないと考えられた。

PprI is a general gene switch responsible for the extraordinary radioresistance of ${it Deinococcus radiodurans}$. From NCBI DNA sequence analysis, it was predicted that the translation start codon of the downstream ${it folP}$ gene overlaps the ${it pprI}$ stop codon, suggesting that these genes may form an operon. In this study, we show that a mutant containing an inserted sequence in ${it folP}$ does not grow unless folate is added to the medium, but is not affected in extreme radioresistance, whereasa ${it pprI}$ disruptant strain could grow in absence of folate. We now characterize the promoter of ${it pprI}$ by primer extension experiments. We show that expression of a ${it pprI}$-${it lacZ}$ fusion is constitutive and unaltered following ionizing radiation as is the production of the PprI protein. PprI protein is not expressed if its promoter is deleted and the transcription from the entire ${it pprI}$ promoter (containing a large region upstream of ${it pprI}$ gene) is essential for radioresistance of ${it D. radiodurans}$. However, the deletion of ${it pprI}$ promoter has no effect on the expression of the ${it folP}$-${it lacZ}$ fusion. Primer extension analysis of the ${it folP}$ promoter region shows that ${it folP}$ is transcribed from its own promoter located within the ${it pprI}$ structural gene. All these results do neither support the existence of a ${it pprI}$-${it folP}$ operon nor a regulatory role of FolP in ${it pprI}$ expression.

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パーセンタイル:37.22

分野:Microbiology

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