DNA gyrase of is characterized as Type II bacterial topoisomerase and its activity is differentially regulated by PprA in vitro

Kota, S.*; Rajpurohit, Y. S.*; Charaka, V. K.*; 佐藤 勝也; 鳴海 一成*; Misra, H, S.*

Extremophiles, 20(2), p.195 - 205, 2016/03

https://doi.org/10.1007/s00792-016-0814-1

The multipartite genome of forms toroidal structure. It encodes topoisomerase IB and both the subunits of DNA gyrase (DrGyr) while lacks other bacterial topoisomerases. Recently, PprA a pleiotropic protein involved in radiation resistance in has been suggested for having roles in cell division and genome maintenance. In vivo interaction of PprA with topoisomerases has also been shown. DrGyr constituted from recombinant gyrase A and gyrase B subunits showed decatenation, relaxation and supercoiling activities. Wild type PprA stimulated DNA relaxation activity while inhibited supercoiling activity of DrGyr. Thus, we showed that DrGyr confers all three activities of bacterial type IIA family DNA topoisomerases, which are differentially regulated by PprA, highlighting the significant role of PprA in DrGyr activity regulation and genome maintenance in .

Characterization of RecA424 and RecA670 proteins from

佐藤 勝也; 鳴海 一成; 菊地 正博; 北山 滋; 柳沢 忠*; 山本 和生; 渡辺 宏

Journal of Biochemistry, 131(1), p.121 - 129, 2002/01

https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.jbchem.a003066

これまでデイノコッカス・ラジオデュランスRecAは,大腸菌とは異なり特別な機能を有しているのではないかと考えられてきた。本論文ではラジオデュランスの野生型及び2種類の変異型RecAを解析し,ラジオデュランスRecAが大腸菌RecAと同等の機能を有していること、当該菌の放射線抵抗性にはRecAによるDNA組換え活性よりも、co-protease活性の方がより重要な役割を担っていることを示した。

イオンビームの生物影響

小林 泰彦

放射線化学, (67), p.35 - 39, 1999/03

電離放射線の生物作用に、電離密度すなわちLET依存性があることは早くから知られていた。高LETイオンビームの生物学的効果の研究は、放射線作用機構に関する研究のうえで重要であるばかりでなく、放射線ガン治療や宇宙放射線被曝の人体へのリスク評価のうえでも近年ますます重要になってきている。原研高崎で行われている研究内容を紹介しながら、イオンビームの生物影響の特徴を説明する。

Identification and disruption analysis of recN gene in the extreamly radioresistant bacterium Deinococcus radiodurans

舟山 知夫; 鳴海 一成; 菊地 正博; 北山 滋*; 渡辺 宏; 山本 和生

Mutation Research; DNA Repair, 435, p.151 - 161, 1999/00

放射線抵抗性細菌Deinococcus radiodurans野生株より分離された、放射線感受性変異株KR4128の感受性を相補するDNA断片を検索し、4.3kbクローンを得た。得られたクローンの遺伝子配列を決定したところ、大腸菌組換え修復遺伝子recNと塩基配列相同性をもつ遺伝子が含まれていた。KR4128株の当該領域の解析より、この遺伝子がKR4128株で点突然変化をおこしていることが明らかにされ、当該遺伝子が放射線抵抗性細菌のrecN遺伝子であることが明らかになった。単離した遺伝子の放射線抵抗性における寄与を明らかにするため、薬剤耐性遺伝子カセットをもちいた特定遺伝子欠失株作出系を確立、recN遺伝子欠損株を作出した。作出した遺伝子株欠損を用いた生存率の解析から、recN遺伝子が当該菌の放射線抵抗性に寄与していることが確かめられた。さらに、KR4128株にrecN遺伝子のほかに感受性に影響を与える遺伝子の変異が存在することが明らかにされた。

Recovery of Deinococcus radiodurans from radiation damage was enhanced under microgravity

小林 泰彦; 菊地 正博; 長岡 俊治*; 渡辺 宏

Biol. Sci. Space, 10(2), p.97 - 101, 1996/00

https://doi.org/10.2187/bss.10.97

放射線による損傷の回復に対する微小重力の影響を調べるために、極めて高い放射線抵抗性を有する細菌Deinococcus radioduransを用いて、宇宙線の影響が無視できる条件下で、予め地上で放射線照射した細胞の生存率に対する微小重力の影響を調べた。地上でCo-線照射した乾燥細胞をスペースシャトルに搭載し、軌道上で液体培地と混合して放射線障害からの回復反応を開始させた。帰還後に地上対照実験試料と生存率を比較したところ、生存曲線の指数関数部分の傾きには差は無かったが、肩の大きさはフライト試料の方が地上対照試料よりも大きく、その結果フライト試料では地上対照試料よりも1桁以上有意に生存率が上昇した。この実験は、第2次国際微小重力実験室(IML-2)の一部として行われた。

Plasmids in several strains of deinococcus radiodurans

菊地 正博; 北山 滋*; S.H.Sjarief*; 渡辺 宏

Radiat. Res., 139, p.123 - 125, 1994/00

https://doi.org/10.2307/3578742

Deinococcus radioduransは放射線抵抗性菌として知られている。その抵抗性は、DNA2本鎖切断を含めて、DNA損傷を効率よく修復できるからであることがわかっているが、遺伝子レベルでの解析は進んでいない。本研究では、ベクター構築のため、MR株・KR株・Sark株のプラスミドを分離し、制限酵素切断パターンを比較した。その結果、Sark株では、既知の2種のプラスミドの他に、87kbpのプラスミド(pDSK3)の存在が確認された。また、MR株では、既知のプラスミド(pS16)の他に、110kbpのプラスミド(pDMR2)の存在が確認された。KR株では、105kbpのプラスミドのみ確認された。しかしながら、これらの菌株に共通のプラスミドは見られなかった。これらのプラスミドは、この菌の放射線耐性遺伝子をクローニングするためのシャトルベクターの構築に有効であると考えられる。

Survival of dry cells of D.radiodurans after heavy ion irradiation

小林 泰彦; 菊地 正博; 渡辺 宏; G.Taucher-Scholz*

GSI-92-1, 0, 286 Pages, 1992/03

放射線抵抗性細菌であるDeinococcus radioduransの乾燥菌体をHe,C,Ne,Auなどの重イオンで照射し、イオンビームによる致死とLETとの関係を調べた。LETは110~13000keV/mの範囲で変化させた。その結果170keV/mのLETでRBEは最大となり、他の細胞などと同じ傾向を示した。しかし、生存曲線には本菌特有の大きな肩がみられ、約5kGyまでは生存率の低下が起こらなかった。このことから、重イオンの直接作用によって生じた損傷をも本菌は5kGy以下の線量範囲において修復することができることが明らかとなった。

Preparation of monoclonal antibodies against radiation-induced protein

野澤 蘭子; 田中 淳; 北山 真*; 渡辺 宏

Int. Conf. on Radiation Effects and Protection, 0, p.155 - 159, 1992/00

線及び他のストレスに対して強い耐性を持つDeinococcus radioduransにおける線誘導蛋白質の検索を行なった。方法は、SDS PAGEに続く金コロイド法による蛋白染色と、イムノブロット法による検出という2つの方法を用いた。D.radiodurans 線誘導蛋白質抗体は初めて作製に成功したものである。この結果、蛋白染色法により8本の線誘導蛋白質のバンドを、イムノブロット法により更に多くの誘導蛋白質を検出することができた。抗体によって、2次元電気泳動を用いることなく30-60KDa領域で、多くの誘導蛋白質を検出することもできた。誘導蛋白質の中で線に特異的に誘導され、かつ線耐性株R,rec1で共通に誘導されるが、感受性株のrec30では誘導されないものが6種存在し、これらの蛋白質は耐性機構に関与しているものと考えられる。

Characterization of radiation-induced proteins in Deinococcus radiodurans

田中 淳*; 渡辺 宏; 野澤 蘭子; Q.Hu*; 北山 滋*

Proc. of Int. Conf. on Radiation Effects and Protection, 0, p.160 - 165, 1992/00

放射線耐性細菌であるD.radioduransは線照射により約10種の蛋白質を誘導する。これらの蛋白質は他のストレス処理によっても誘導される。特に分子量41kDaの蛋白質は紫外線や熱処理によっても誘導され、またレクチンを用いた検出から糖鎖を持つとともにアミノ酸配列の分析から大腸菌のElongation Factor Tu蛋白質と高い相同性を持つことが明らかとなった。また分子量56kDaの蛋白質は線とマイトマイシンCにより強く誘導されることからDNA修復に直接関係する未知の蛋白質である可能性が示唆された。さらにこれら2つの蛋白質は放射線感受性株では誘導されないことから、耐性を示す株に特異的に誘導される特徴を持つと思われる。

Isolation and properties of plasmids from Deinococcus radiodurans sark

S.H.Sjarief*; 菊地 正博; 栗田 比呂美*; 北山 滋*; 渡辺 宏

JAERI-M 90-076, 17 Pages, 1990/05

JAERI-M-90-076.pdf:1.21MB

放射線抵抗性細菌であるDeinococcus radioduransは、5kGyまでの線量で生じるところの2本鎖切断を含めた種々のDNA損傷を修復することができる。この修復機構を明らかにするためには、遺伝子解析に使用するクローニングベクターを開発する必要があり、著者らはそのためにD.radioduransサーク株からプラスミドの分離を試みた。その結果、0.6%低融点アガロースを用いて、冷却しながら電気泳動すると、プラスミドの分離が良く、純度の高いDNAを回収できることがわかった。この方法で回収した3種類のプラスミド(P2、P3、P4)の分子量は、それぞれ、36、45、87kbpであった。また、分子量から、P2、P3は、Mackayらが報告したpUE10、pUE11であると推定されるが、P4は、本研究において新たに見い出されたものである。P2については、種々の制限酵素切断結果に基づき、制限酵素地図を作成した。