放射線抵抗性細菌における新規遺伝子操作系の開発

Development of novel genetic engineering technique in the radioresistant bacterium

佐藤 勝也; 大庭 寛史*; Tu, Z.*; 鳴海 一成

Sato, Katsuya; Oba, Hirofumi*; Tu, Z.*; Narumi, Issei

放射線抵抗性細菌の高い放射線耐性は、高いDNA修復能力に起因している。これまでに、放射線抵抗性細菌のDNA修復機構についての研究が最も盛んに行われており、DNA修復機構に重要な役割を果たす遺伝子・タンパク質群の全体像が明らかになりつつある。遺伝子・タンパク質の機能を分子生物学的に解析するためには、プラスミドベクター等の遺伝子操作系が必要であるが、放射線抵抗性細菌で使用できる既存のプラスミドベクターは使い勝手が悪いという問題点があった。そこで、既存のプラスミドベクターの欠点を克服し、デイノコッカス属細菌を用いた多様な研究の進展を図るため、デイノコッカス・ラジオプグナンスの小型潜在性プラスミドをベースとして、デイノコッカス・グランディスと大腸菌の両方の細胞内で安定的に自律複製可能な新規シャトルベクターの開発に取り組んだ。その結果、新規シャトルベクターを用いて、デイノコッカス・グランディス細胞内で外来遺伝子を発現させることに成功した。新たに開発した宿主・ベクター系は、DNA修復機構の研究に有用であるのみならず、生物を用いた放射性廃棄物の浄化技術分野への応用も可能である。

To develop new shuttle vectors for species, the nucleotide sequence of the small cryptic plasmid pUE30 from was determined. The 2,467-bp plasmid possesses two open reading frames (Orf1 and Orf2). Hybrid plasmids consisting of pUE30 and pKatCAT5, which replicates in with a chloramphenicol resistance determinant, were shown to autonomously replicate in . Deletion analysis revealed that Orf2 was necessary for replication of the plasmids in . An expression plasmid that possesses the minimal promoter was constructed, and a firefly luciferase gene was successfully expressed in . The host-vector system developed in this study should prove useful in the bioremediation of radioactive waste and for the investigation of DNA repair mechanisms.