本 研 究 で は 、腸 管 出 血 性 大 腸 菌
0157:H7 Sakai株の野生株として
SKI-5142 (Iyodaand Watamabe, 2005)を、非病原性大腸菌
K-12株の野生株とし
て
MG16554/acZ株
Sud(o etal.,
2014)を用いた。本研究で用いた
MG16554/acZ株の親株である
MG1655 (CGSC#6300)株は、抑
Z>Cの転写制御領域にトランス ポゾンの揷入がない株である
B(arkeret al., 2004)。
K-12
株 の
A/g欠損株である
NS1201株は以下のように構築した。
TM587株の染色体上の、
hfq遺伝子を
FRT-c如遺伝子
-FRTカセットで置換した領域を、
P1
トランスダクシヨンにより
MG1655株染色体に移すことで、
NS1201株を得
た。物遺伝子の欠失の確認は、物欠損株の表現型である生育遅延を確認する ことで行った。
NS1202株は、
pCP20を用いた
FRTの部位特異的組換えにより
NS1201
株から
cポ遺伝子を除去することで得た。
c故遺伝子除去の確認は、株の クロラムフエ
ニコールへの感受性観察により
行った。桃
f遺伝子と
/acZ遺伝子の二重欠損株である
NS1203株は以下のように
構築した。
MG16554/acZ株の染色体上の、かば遺伝子を
c如遺伝子で置換した
領域を、
P1トランスダクシヨンにより
NS1202株染色体に移すことで、
NS1203株を得た。
/acZ遺伝子の欠失の確認は、
5-ブロモ
-4-クロ ロ
-3-インドリル
-p-D-ガ
ラクトピラノシド(
X-gal)を 含 む
LB寒天培地を用いた呈色反応の有無の観察 により行った。
7 9
flhD
遺伝子と
/acZ遺伝子の二重欠損株である
NS1211株は以下のよう
に構築した。
JW1881株の染色体上の、
flhD遺伝子を
FRT-fem遺伝子
-FRT力セ
ットで置換した領域を、
P1トランスダクシヨンにより
MG1655d/acZ株染色体に
移すことで、
NS1211株を得た。
flhD遺伝子の欠失の確認は、
flhD欠損株の表現
型である遊走性の低下を確認することで行った。
NS1212株は、
pCP20を用いた
FRTの部位特異的組換えにより
NS1211株から
fern遺伝子を除去することで得た。
遺伝子除去の確認は、株のカナマイシンへの感受性観察により行った。
o
プラスミド
本研究で用いたプラスミド、及びオリゴヌクレオチドをそれぞれ表
2、
表
3に示す。
E s r41 、 及 び E sr41 変 異 体 発 現 プ ラ ス ミ ド の 構 築
pRS-Esr41
はび
rWの予想される転写制御
領域、 财 esr41の
コード領
域 (
Esr41の
5,末端を
+1とした場合の
-483から
+114)を含む
DNAが
pRS414に
クローニン
グされた
pBRタイプのプラス
ミドであ る (
Sudoetal.,2014)。
pRS-Esr41stmul
、及 び
pRS-Esr41stmu2は 以 下 の よ う に 構 築 し た 。
#41-Rev-stem-mul
、
#41-Fwd-16ntの
5'末端リン酸化プライマ
—tット、及び
#41-Rev-stem-mu2
、
#41-Fwd-42ntの
5,末端リン酸化プライマーセットを用いて、
pRS-Esr41
プラスミド
DNAを鋳型にした
PCRにより
RS-Esr41stmul断片、及び
RS-Esr41stmu2断片を増幅させた。各
DNA断片を分子内ライゲーシヨン反応に
より連結させ、この構築プラスミドを五
coRIで処理、精製することで、
Esr41stmul断片、及 び
Esr41stmu2断片を得た。 この
DNA断片と
EcoRlで処理した
pRS414を フ イ ゲ ー シ ヨ ン 反 応 に よ り 連 結 さ せ る こ と で
pRS-Esr41stmul、 及び
pRS-Esr41stmu2を得た。
pRS-Esr41-28Hbm
、及 び
pRS-Esr41-41Hbmは以下のように構築した。
互いの
3’末端が対合する
5-SgrSmodule、
BamHI-3-SgrSmoduleのプライマーセッ
トを用いた
PCRに よ り
Hfq-binding module断片を得た。次に、
EcoRI-5-#41、
3-SgrSmodule-#41-28bpの プ ラ イ マ ー セ ッ ト 、 ま た は
EcoRI-5-#41、
3-SgrSmodule-#41-41bpのプライマーセットを用いて、
pRS-Esr41を鋳型にした
PCRにより
Esr41-28bp断片、及び
Esr41-41bp断片を得た。
EcoRI-5-#41、
BamHI-3-SgrSmoduleのプライマ
'一
'"I?ットを用いて、
Hfq-binding module断片、及
び
Esr41-28bp断片を鋳型にした
PCRにより、こ れ ら
2つの断片を連結させ
Esr41-28Hbm断片を得た。同様の
PCRにより、
Hfq-binding module断片、及び
Esr41-41bp断片を連結させ
Esr41-41Hbm断片を得た。
EcoRl、及 び 如
/wHIで処
理した
Esr41-28Hbm断片、または
Esr41-41Hbm断片と
£coRI、及び
5awHIで処
理した
pRS414をライゲーシヨン反応により連結させることで
pRS-Esr41-28Hbm、
及び
pRS-Esr41-41Hbmを得た。
各
Esr41部分欠失体発現プラスミド(
pRS-Esr4146-10、
pRS-Esr41411-15、
pRS-Esr41416-20、
pRS-Esr41421-25、
pRS-Esr41426-30、
pRS-Esr41431-35、
pRS-Esr41436-41)は以下のように構築した。各
5,末端リン酸化プライマーセッ
ト (
pRS-Esr4146-10: #41-Rev-5nt, #41-Fwd-llnt; pRS-Esr4Mll-15: #41-Rev-10nt,#41-Fwd-16nt; pRS-Esr4M16-20: #41-Rev-15nt, #41-Fwd-21nt; pRS-Esr41421-25:
#41-Rev-20nt, #41-5p-25; pRS-Esr41426-30: #41-Rev-25nt, #41-Fwd-31nt; pRS-Esr41A31-35: #41-Rev-30nt, #41-Fwd-36nt; pRS-Esr41436-41: #41-Rev-35nt,
8 1
#41-Fwd-42nt)
を用いて、
pRS-Esr41プラスミド
DNAを鋳型にした
PCRにより
各
DNA断片を増幅させ、そ の
DNA断片を分子内ライゲーシヨン反応により連 結させ、この構築プラスミドを
£CoRlで処理、精製することで、各
Esr41部分欠
失 体
DNA断片を得た。 この
DNA断片と
EcoRlで処理した
pRS414をライゲー
シ ヨ ン 反 応 に よ り 連 結 さ せ る こ と で 各
Esr41部分欠失 体発現 プラス ミド
(pRS-Esr4146-10
、
pRS-Esr41411-15、
pRS-Esr41416-20, pRS-Esr41421-25 N pRS-Esr41426-30、
pRS-Esr4M31-35、
pRS-Esr41436-41)を得た。
融 合 遺 伝 子 発 現 プ ラ ス ミ ド の 構 築
pMW-'lacZter
、 及 び
pMWbla-'lacZterは 以 下 の よ う に 構 築 し た 。
MfeI-pRSter4-5p、lacZ seq
の プ ラ イ マ ー セ ッ ト 、 及 び
SphI-5'pRS、
HindIII-ter-3’-pRSのプライマーセットを用いて、
pRS414プラスミド
DNAを鋳
型にした
PCRにより、大腸菌
rrnBオペロンの転写ターミネーター配列が
4コピ
一タンデムに連結した
ter4断片、及 び
SD配列と開始コドンを持たない
/flCZと、
その
3'端に
crpの転写ターミネータ一配列を持つ
'lacZter断片を増幅させた。
Mfel、及 び
EcoRIで処理した
ter4断片と
EcoRlで処理した
pMW218をライゲーシヨン
反応により連結させて、構築されたプラスミ
ト'を Sphlと
///wdlllで処理した。こ
の
DNA断片と
Sphlと
Hindlllで処理した
'lacZter断片をライゲーシヨン反応に より連結させることで
pMW-'lacZterを得た。
MfeI-5-bla、及 び
EcoRI-3-blaのプ
ライマーセットを用いて、
pBR322プラスミド
DNAを鋳型にした
PCRにより
blaプロモーター断片を増幅した。
Ecomで 処理した
pMW-'lacZterと
Mfe\ 、及び
£coRI
で処理した
Waプロモーター断片をライゲーシヨン反応により連結させる
ことで
pMWbla-'lacZterを得た。
pMW-lacZter
は 以 下 の よ う に 構 築 し た 。
MfeI-pRSter4-5p、
HindIII-ter-3,
-pRSのプライマーセツトを用いて、
pRS415プラスミド
DNAを鋳
型にした
PCRにより
SD配列と開始コドンを含む
lacZと、そ の
3,端 に
crpの転
写ターミネータ一配列を持つ
lacZter断片を増幅させた。
Mfel、及 び
i//«dIIIで処
理 し た
lacZter断片と
Ecom、及 び
///ndlllで処理した
pMW218をライゲーシヨ
ン反応により連結させることで、
pMW-lacZterを得た。
pMW-pchA19aa
、及び
pMW-lerは以下のように構築した
p。chA 5, EcoRI、
SphI-3-pchA19aaのプライマーセツトを用いて、
SKI-5142から抽出したゲノム
DNAを鋳型にした
PCRにより
pchAの転写制御領域と
pchAの
N末 端
19アミノ
酸のコード領域を含む
pChA19aa断片を増幅した。
EcoRl、及 び
Sphlで処理した
pchA19aa断片、及 び
pMW-'lacZterをライゲーシヨン反応により連結させること
で
pMW-pchA19aaを得た。
EcoRI-5-ler-p4、
SalI-3'-lerのプライマーセツトを用い て、
SKI-5142から抽出したゲノム
DNAを鋳型にした
PCRにより
lerの開始コド
ンに近い方のプロモーターと
lerの
N末 端
13アミノ酸のコード領域を含む
ler断片を増幅した。
EcoRI、及びぬ
/!で処理した
ler断片、及 び
pMW-'lacZterをラ
イゲーシヨン反応により連結させることで
pMW-lerを得た。
pMWbla-pchA19aaN
及 び
pMWbla-lerdlは以下 のよう に構築 した。
EcoRI-5-pchA-p2、SphI-3-pchA19aa
のプライマー
セ ツトを
用いて、SKI-5142から 抽出したゲノム
DNAを鋳型にした
PCRにより
pchAの
プロモーターを含まず、
ァ
の
N末 端
19アミノ酸のコード領域を含む
pchAAp断片を増幅した。
五coRI、RXI Sphl
で処理した
pchAAp断片、及 び
pMWbla-'lacZterをライゲーション反応
により連結させることで
pMWbla-pchA19aaを得た。
EcoRI-5-ler-p4、
SalI-3'-lerのプライマーセツトを用いて、
SKI-5142から抽出したゲノム
DNAを鋳型にした
PCRにより
/erの
プロモーターを含まず、
/erの
N末 端
13アミノ酸の
コ ード領域
を含む
lerAp断片を増幅した。及
oRI、及 び
Sailで処理した
lerAp断片と
EcoRI、
及び
Sailで処理した
pMWbla-'lacZterをライゲーシヨン反応により連結させるこ とで
pMWbla-lerdlを得た。
pMWbla-lershort
、及 び
pMWbla-ler 4149-155は以下のように構築した。
EcoRI-5-ler-p4
、
ler-SalI-174-3pのプライマー
セ ツト、及び
EcoRI-5-ler-dl49-155、
SalI-31-lerのプライマーセツトを用いて、
SKI-5142から抽出したゲノム
DNAを
鋳型にした
PCRにより
/erのプロモーターを含まず、/ぴ
の開始コドンまでを含
む
lershort断片、及 び
/erのプロモーターを含まず
、/erの 149-155領域を欠失し
た
ler<4149-155断片を増幅した。
EcoRl、及 び で 処 理 し た
ler short断片、ま
た は
ler4149-155断片と五
coRI、及 び ぬ
/!で処理した
pMWbla-'lacZterをライゲ
一 シ ヨ ン 反 応 に よ り 連 結 さ せ る こ と で
pMWbla-ler short、及 び
pMWbla-ler 4149-155を得た。
pMWbla-ler-fesr41
は以下のように構築した。
bla-ler 160-Rev、
#41-17-26 fusion ler 171-Fwdの
5’末端リン酸化プライマーセツトを用いて、
pMWbla-lerdlプラスミド
DNAを鋳型にした
PCRにより
MW-ler-fesr41断片を増幅させた。
MW-ler-fesr41
断片を分子内ライゲーシヨン反応により連結させ、この構築ブラ スミドを五
coRI、及 び
&/Iで処理、精製することで、
ler-fesr41断片を得た。 こ
の
DNA断片と
EcoEl、及 び
Sailで処理した
pMWbla-'lacZterをライゲーシヨン
反応により連結させることで
pMWbla-ler-fesr41を得た。
pMW-pflhDC-lacZは 以 下 の よ う に 構 築 し た 。EcoRI-FlhDC-Fwd、 BamHI-5-flhDC-proのプライマーセッ卜を用いて、SKI-5142から抽出したゲノム DNAを鋳型にしたPCRによりflhDCの転写制御領域のみを含むPflhDC断片を
増幅した。£coRl、 及 び で 処 理 し た PflhDCとpMW-lacZterをライゲーシ
ヨン反応により連結させることでpMW-pflhDC-lacZを得た。
FlhDC発 現 プ ラ ス ミ ド
pTWV-flhDCは 以 下 の よ う に 構 築 し た 。 EcoRI-FlhDC-Fwd、 BamHI-FlhDC-Revのプライマーセットを用いて、SKI-5142から抽出したゲノム DNAを 铸 型 に し たPCRによりflhDCの転写制御領域、及びコード領域を含む
flhDC断片を増幅した。£coRI、及 び で 処 理 し た flhDC断 片 とpTWV228
をライゲーシヨン反応により連結させることでpTWV-flhDCを得た。
pMW-flhDC ftillは以下のように構築した。pTWV-flhDCを£coRI、及び
Sailで処理、精製することで、EcoRI-flhDC-Sall断片を得た。EcoRI-flhDC-Sall
断 片 とEcoRl、 及 び Sailで 処 理 し たpMW219をライゲーシヨン反応により連結 させることでpMW-flhDCfullを得た。
pMW-flhDC/11は 以 下 の よ う に 構 築 し た 。 EcoRI-FlhDC-Fwd、 flhD-107rev-add150のプライマーセット、及び BamHI-FlhDC-Rev、flhD-150Fwd
のプライマーセットを用いて、SKI-5142から抽出したゲノムDNAを鋳型にした PCR{こよりflhD-5UTR断片、及 びflhDC ORF断片を得た。次に、EcoRI-FlhDC-Fwd、 BamHI-FlhDC-Revのプライマーセッ卜を用いて、flhD-5UTR断片、及 びflhDC ORF断片を鋳型にしたPCRにより、これら2つの断片を連結させflhDCdl断片