[W5] Workshop 5
Selected from Oral Session 2: Genetics, taxonomy and Epidemiology

[W5-1/ODP-098] Analysis of the toxin-antitoxin system, ECs3274-ECs3275, encoded in Escherichia coli O157 strain

Yuka Sasaki¹, Mizuki Yoshioka¹, Yuna Mogi², Yuichi Otsuka¹ (¹Dept. Biochem. Mol. Biol., Grad. Sch. Sci. Eng., Saitama Univ., ²Grad. Sch. Front. Sci., Univ. of Tokyo)

細菌がもつトキシン-アンチトキシン系（以下，TA）は，トキシンとアンチトキシンの2成分で構成され，プラスミド維持や薬剤耐性，ファージ防御に関わる．トキシンはDNA複製や翻訳，細胞分裂などを阻害して細菌自身の増殖を抑制する．一方，アンチトキシンはトキシンに結合してトキシンの毒性を抑制する．我々は大腸菌O157株のゲノムを対象にしてTA遺伝子の探索を行い，新規と予想されるTA遺伝子を複数発見した．本研究では，既知のトキシンにはないDNA結合ドメインhelix-turn-helix（HTH）をもつECs3275トキシンとそれと対をなすECs3274アンチトキシンについて調べた．
大腸菌K12株でECs3275を発現させると，増殖は停止して生存率が低下した．この増殖阻害にはHTHが必要であったことから，このトキシンはDNAを標的にしていることが示唆された．一方，ECs3275による増殖阻害はECs3274の発現により解消された．一般的なアンチトキシンと同様に，ECs3274はECs3275と結合し，さらに細胞内のECs3274はECs3275に比べて不安定であった．加えて，HTHをもつECs3274は自身のプロモーター配列の上流に結合して転写を抑制した．最後に，ECs3274-ECs3275が，予想に反して，O157株に感染するPP01ファージの効率良い増殖に必要であることが分かった．現在，ECs3275による増殖阻害機構，ECs3274による転写抑制機構，ECs3274-ECs3275によるファージ増殖の促進機構の解明を行っている．