Research Abstract


本論文では、IEE(IS-excision enhancer)タンパク質がO157ゲノムからのIS629の切り出しをトランスポザーゼに依存して促進することを報告する。

Insertion sequence-excision enhancer removes transposable elements from bacterial genomes and induces various genomic deletions

2011年1月11日 Nature Communications 2 : 152 doi: 10.1038/ncomms1152

挿入配列(insertion sequence;IS)は最も単純な転移因子であり、細菌に広く分布している。ISの切り出されたドナーDNAを修復するような末端結合活性はほとんど の細菌で見られないため、細菌細胞ではISの切り出しはまれにしか起こらないとこれまで考えられてきた。しかし最近、大腸菌(Escherichia coli)O157では、IS3ファミリーに属するIS629の切り出しが頻繁に起こっていることを我々は見いだした。本論文では、IEE(IS-excision enhancer)タンパク質がO157ゲノムからのIS629の切り出しをトランスポザーゼに依存して促進することを報告する。IEEが媒介するISの切り出しが起こる際にはさまざまな種類のゲノム欠失も生成し、またIEEはIS3ファ ミリーに属する別のISや、他の複数のISファミリーに属するISの切り出しも促進する。これらのデータおよび幅広い細菌で見られるIEEホモログの系統 解析から、IEEタンパク質はISエレメントと共進化してきたこと、またISの除去とゲノム欠失の誘導により細菌ゲノムの進化に重要な役割を担っているこ とが示唆される。

楠本正博1, 大岡唯祐2, 西矢芳昭3, 小椋義俊2,4, 齋藤 貴5, 関根靖彦5, 岩田剛敏1, 秋庭正人1 & 林 哲也2,4

  1. 農業・食品産業技術総合研究機構 動物衛生研究所 安全性研究チーム
  2. 宮崎大学医学部
  3. 東洋紡績株式会社 敦賀バイオ研究所
  4. 九州大学農学研究院 資源生物科学部門
  5. 宮崎大学 フロンティア科学実験総合センター
  6. 立教大学理学部
Insertion sequences (ISs) are the simplest transposable elements and are widely distributed in bacteria. It has long been thought that IS excision rarely occurs in bacterial cells because most bacteria exhibit no end-joining activity to regenerate donor DNA after IS excision. Recently, however, we found that excision of IS629, an IS3 family member, occurs frequently in Escherichia coli O157. In this paper, we describe a protein IS-excision enhancer (IEE) that promotes IS629 excision from the O157 genome in an IS transposase-dependent manner. Various types of genomic deletions are also generated on IEE-mediated IS excision, and IEE promotes the excision of other IS3 family members and ISs from several other IS families. These data and the phylogeny of IEE homologues found in a broad range of bacteria suggest that IEE proteins have coevolved with IS elements and have pivotal roles in bacterial genome evolution by inducing IS removal and genomic deletion.