突然変異頻度の低下
コンテンツへジャンプ
変異頻度低下（mfd）は、タンパク質Mfd（転写修復共役因子、TRCFとも呼ばれる）をコードする遺伝子です。Mfdは転写共役修復において機能し、DNA損傷を受けて移動を継続できなくなったRNAポリメラーゼを除去します。
このタンパク質は、紫外線照射を受けた細胞における抑制変異の発生率を低下させる（正確には、ノックアウト細胞ではそのような変異の発生率が上昇する）という事実にちなんで名付けられました。しかし、あらゆる種類の変異の発生率を低下させるわけではありません。[ 1 ]むしろ、変異の発生率を全体的に高め、抗菌薬耐性などの新たな形質の進化を助長しているようです。[ 2 ]
分子機能
[編集]MfdはATPを利用してDNAに沿って移動し、RNAポリメラーゼを前進させ、最終的にDNAテンプレートから解離させると考えられます。[ 3 ] MfdにはUvrAをリクルートして関連するヌクレオチド除去修復経路を誘導する結合ドメインも含まれており、その変異が紫外線照射後の変異率の低下につながったことから初めて発見されました。大腸菌MfdのX線結晶構造解析による構造研究により、この分子はアポ型ではN末端のUvrB相同モジュールとC末端ドメイン間の「クランプ」相互作用によりUvrAとの結合が自己阻害されることが明らかになっています。[ 4 ] [ 5 ]
2002年には、Mfdがポリメラーゼを強制的に前進させてバックトラック状態から抜け出すことで、バックトラックされたRNAPでの転写を再開する可能性があることが示されました。[ 6 ]
細胞への影響
[編集]抗生物質耐性の進化
[編集]2015年、ワシントン大学のメリク研究室は、Mfdが細菌の変異プロセスを加速させることを発見しました。[ 2 ]この研究では、抗生物質耐性と戦うために、細菌の変異の速度を遅くし、その進化を阻止する方法を研究しています。[ 7 ]
2022年、メリク研究室はMfdの低分子阻害剤を発見しました。予想通り、抗生物質耐性の進化を抑制しました。[ 8 ]
一酸化窒素の耐性
[編集]動物の免疫システムは様々な方法で細菌を殺そうとしますが、その一つが一酸化窒素（NO）の放出です。NOは細菌のDNAに損傷を与えますが、一部の種はMfdを発現することでこの攻撃から生き残ることができます。[ 9 ]
参考文献
[編集]- ^ Selby , CP (2017). 「大腸菌におけるMFDタンパク質と転写修復カップリング」 .光化学と光生物学. 93 (1): 280– 295. doi : 10.1111/php.12675 . PMC 5315624. PMID 27864884 .
- ^ a b Palisoc, Mhean (2019年1月3日). 「メリク研究所、薬剤耐性スーパーバグの撃退に取り組む」 .科学技術研究ニュース. 2019年10月22日閲覧。
- ^ Roberts, Jeffrey; Park, Joo-Seop (2004). 「細菌性転写修復カップリング因子Mfd：転座、修復、終結」Current Opinion in Microbiology . 7 (2): 120– 125. doi : 10.1016/j.mib.2004.02.014 . PMID 15063847 .
- ^ Deaconescu, Alexandra M.; Artsimovitch, Irina; Grigorieff, Nikolaus (2012年12月). 「DNA修復と転写の相互作用：構造からメカニズムへ」 . Trends in Biochemical Sciences . 37 (12): 543– 552. doi : 10.1016/j.tibs.2012.09.002 . ISSN 0968-0004 . PMC 3588851. PMID 23084398 .
- ^ Deaconescu, Alexandra M.; Chambers, Anna L.; Smith, Abigail J.; Nickels, Bryce E.; Hochschild, Ann; Savery, Nigel J.; Darst, Seth A. (2006). 「細菌における転写と共役したDNA修復の構造的基盤」 . Cell . 124 (3): 507– 520. doi : 10.1016/j.cell.2005.11.045 . PMID 16469698 .
- ^ Park, Joo-Seop; Marr, Michael T.; Roberts, Jeffrey W. (2002-06-14). 「大腸菌転写修復カップリング因子（Mfdタンパク質）は前方転座を促進することで停止した複合体を救済する」 . Cell . 109 (6): 757– 767. doi : 10.1016/s0092-8674(02)00769-9 . ISSN 0092-8674 . PMID 12086674 .
- ^ "Il ya peut-être une solution pour stop la résistance aux antibiotiques" . Slate.fr (フランス語)。 2018-12-31 。2019年10月22日に取得。
- ^ Johnson, Anna E.; Bracey, Harrison; Hernandez Viera, Angel Joel; Carvajal-Garcia, Juan; Simsek, Esra N.; Kim, Kwangho; Merrikh, Houra (2022). 「抗生物質耐性の進化を阻害する低分子化合物」. doi : 10.1101/2022.09.26.509600 .
{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です - ^ Guillemet, Elisabeth; Leréec, Alain; Tran, Seav-Ly; Royer, Corinne; Barbosa, Isabelle; Sansonetti, Philippe; Lereclus, Didier; Ramarao, Nalini (2016). 「細菌性DNA修復タンパク質MFDは宿主の窒素免疫応答に対する抵抗性を付与する」 . Scientific Reports . 6 29349. Bibcode : 2016NatSR...629349G . doi : 10.1038/srep29349 . PMC 4951645. PMID 27435260 .
変異頻度低下（mfd）は、タンパク質Mfd（転写修復共役因子、TRCFとも呼ばれる）をコードする遺伝子です。Mfdは転写共役修復において機能し、DNA損傷を受けて移動を継続できなくなったRNAポリメラーゼを除去します。
このタンパク質は、紫外線照射を受けた細胞における抑制変異の発生率を低下させる（正確には、ノックアウト細胞ではそのような変異の発生率が上昇する）という事実にちなんで名付けられました。しかし、あらゆる種類の変異の発生率を低下させるわけではありません。[1]むしろ、変異の発生率を全体的に高め、抗菌薬耐性などの新たな形質の進化を助長すると考えられています。[2]
分子機能
MfdはATPを利用してDNAに沿って移動し、おそらくRNAポリメラーゼを前進させ、最終的にDNAテンプレートから解離させると考えられます。[3] MfdにはUvrAをリクルートして関連するヌクレオチド除去修復経路を誘導する結合ドメインも含まれており、その変異が紫外線照射後の変異率の低下につながったことから初めて発見されました。大腸菌MfdのX線結晶構造解析による構造研究により、この分子はアポ型ではN末端UvrB相同モジュールとC末端ドメイン間の「クランプ」相互作用によりUvrAとの結合が自己阻害されることが明らかになりました。[4] [5]
2002年には、Mfdがポリメラーゼを前進させてバックトラック状態から抜け出すことで、バックトラックされたRNAPでの転写を再開する可能性があることが示されました。[6]
細胞への影響
抗生物質耐性の進化
2015年、ワシントン大学のメリク研究室は、Mfdが細菌の変異プロセスを加速させることを発見しました。[2]この研究は、抗生物質耐性と戦うために、細菌の変異速度を遅らせ、その進化を阻止する方法を研究しています。[7]
2022年、メリク研究室はMfdの低分子阻害剤を発見しました。予想通り、抗生物質耐性の進化を抑制しました。[8]
一酸化窒素の耐性
動物の免疫システムは様々な方法で細菌を殺そうとしますが、その一つが一酸化窒素（NO）の放出です。NOは細菌のDNAに損傷を与えますが、一部の種はMfdを発現することでこの攻撃を生き延びることができます。[9]
参考文献
- ^ Selby, CP (2017). 「大腸菌におけるMFDタンパク質と転写修復カップリング」.光化学と光生物学. 93 (1): 280– 295. doi :10.1111/php.12675. PMC 5315624. PMID 27864884 .
- ^ ab Palisoc, Mhean (2019年1月3日). 「メリク研究所、薬剤耐性スーパーバグの撃退に取り組む」.科学技術研究ニュース. 2019年10月22日閲覧。
- ^ Roberts, Jeffrey; Park, Joo-Seop (2004). 「細菌性転写修復カップリング因子Mfd：転座、修復、終結」Current Opinion in Microbiology . 7 (2): 120– 125. doi :10.1016/j.mib.2004.02.014. PMID 15063847.
- ^ Deaconescu, Alexandra M.; Artsimovitch, Irina; Grigorieff, Nikolaus (2012年12月). 「DNA修復と転写の相互作用：構造からメカニズムへ」. Trends in Biochemical Sciences . 37 (12): 543– 552. doi :10.1016/j.tibs.2012.09.002. ISSN 0968-0004. PMC 3588851. PMID 23084398 .
- ^ Deaconescu, Alexandra M.; Chambers, Anna L.; Smith, Abigail J.; Nickels, Bryce E.; Hochschild, Ann; Savery, Nigel J.; Darst, Seth A. (2006). 「細菌における転写と共役したDNA修復の構造基盤」. Cell . 124 (3): 507– 520. doi : 10.1016/j.cell.2005.11.045 . PMID 16469698.
- ^ Park, Joo-Seop; Marr, Michael T.; Roberts, Jeffrey W. (2002-06-14). 「大腸菌転写修復カップリング因子（Mfdタンパク質）は前方転座を促進することで停止した複合体を救済する」. Cell . 109 (6): 757– 767. doi : 10.1016/s0092-8674(02)00769-9 . ISSN 0092-8674. PMID 12086674.
- ^ "Il ya peut-être une solution pour stop la résistance aux antibiotiques". Slate.fr (フランス語)。 2018-12-31 。2019年10月22日に取得。
- ^ Johnson, Anna E.; Bracey, Harrison; Hernandez Viera, Angel Joel; Carvajal-Garcia, Juan; Simsek, Esra N.; Kim, Kwangho; Merrikh, Houra (2022). 「抗生物質耐性の進化を阻害する低分子化合物」. doi :10.1101/2022.09.26.509600.
{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です - ^ Guillemet, Elisabeth; Leréec, Alain; Tran, Seav-Ly; Royer, Corinne; Barbosa, Isabelle; Sansonetti, Philippe; Lereclus, Didier; Ramarao, Nalini (2016). 「細菌性DNA修復タンパク質MFDは宿主の窒素免疫応答に対する抵抗性を与える」. Scientific Reports . 6 29349. Bibcode :2016NatSR...629349G. doi :10.1038/srep29349. PMC 4951645. PMID 27435260 .
