A Rhizobium meliloti 16-3 mérsékelt fág represszor régiójának szerkezeti analízise

Abstract

Egyes baktérium fajok azzal a kivételes tulajdonsággal rendelkeznek, hogy képesek a légköri nitrogént megkötni, s azt szerves anyagaik szintéziséhez felhasználni. E!zen nitrogén-kötő baktériumok között vannak olyanok, amelyek magasabbrendU növényekkel szimbózisban képesek élni. Ezek közül, a pillangós növények gyökerein képződő gyökérgumókban élő, s ott szimbózisban légköri nitrogént kötő Rhizobium fajok kiemelkedő gazdasági jelentőséggel bimak. Ezek a baktériumok azonban erős gazdaspecifitást mutatnak.

Világszerte széles körű kutatások folynak Rhizobiumokkal, amelyek eredményei az elméleti jelentőségen túl magukban rejtik a gazdaspecifitás megváltoztatásának, ill. kiszélesitésének lehetőségét, forradalmasitva ezzel a mezőgazdasági növénytermesztést .

A legjobban tanulmányozott faj a Rhizobium meliloti.

A fent emlitett kutatásokban nagy segitséget nyújthat egy olyan fág-vektor kifejlesztése, amely lehetővé tenné egy tetszőleges / a kivánt / DNS szakasz, illetve különböző gének nagy hatékonysággal történő bevitelét Rhizobium sejtekbe. Egy ilyen fágvektor a gazdaspecifitás megváltoztatásának eszköze, vagy legalábbis az eszköztár része lehetne. Ehhez azonban a Hhizobiumokkal folytatott további kutatások mellett szükséges a vektorrá alakítandó fág alapos tanulmányozása.

A 16-3 fág a Rhizobium meliloti mérsékelt fágja / 39 /. Az a tulajdonsága, hogy képes beépülni a gazda-baktérium kromoszómájába, érdemessé teheti a vektorrá alakításra.

Kollegáim munkája és az eredmények vezető szaklapokban történő közlése a 16-3 fágot a jól ismert fágok sorába emelte. Hektrormikroszkópos felvétel készült a 16-3 fágról, amely azt mutatja, hogy szerkezetileg hasonlít a fágra, de annál nagyobb. Kimutatták a feji és farki részeket alkotó fehérjéket / 12, 38 /.

Gazdag mutánspark felhasználásával elkészült a fág részletes genetikai térképe / 33. 34, 47. 49 A

10 restrikciós enzim felhasználásával elkészült a fág fizikai térképe is / 6, 9 /.

Genetikailag ismert mutációk és a mutánsokból izolált DNS restrikciós elemzésével lehetővé vált a genetikai és a fizikai térkép orientálása / 8 /.

Sok adat gyűlt össze a 16-3 fág rekombinációs folyamatáról is / 7, 31, 32 /.

A 16-3 fág kromoszómáján két szabályzó régiót lehetett elkülöníteni. Az egyik immun X, amely a fág fizikai térképén az EcoRI L és H fragmentek területén van. A szabályozásban kifejtett szerepéről annyi ismert, hogy immX gén terméke represszor, hatását avirT operátoron fejti ki. ImmX funkció szükséges a teljes immunitás létrehozásához / 10 /.

A másik szabályozó régió a C régió, amely a fág lizogén állapotának fenntartásáért felelős represszor fehérje génjét tartalmazza.

Számos mutáció felhasználásával végezték el a C régió genetikai analizisét / 34, 35, 36, 37, 47, 49 /.

Deléciós C-gén mutánsok DNS-ének restrikciós elemzése alapján a Hindin emésztés G fragment je tartalmazza a C gént, vagy annak jelentős, funkcionálisan fontos részét /6, 8, 37 /.

A C gén hőindukálható mutánsaival elvégzett interralélikus komplementációs kisérletek a represszor fehérje dómén szerkezeti felépitését valószinüsitették / 11 /.

A C gén környezetében operátor helyeket azonosítottak g eszközökkel / 7 /.

Abstract (AI English translation)

Information popover about translation disclaimer

Some bacterial species have the exceptional property of being able to bind atmospheric nitrogen and use it for the synthesis of their organic substances. Among these nitrogen-fixing bacteria are those that can live in symbiosis with higher plants. Of these, the Rhizobium species that live in the root nodules formed on the roots of butterfly plants and fix atmospheric nitrogen in symbiosis are of outstanding economic importance. However, these bacteria show strong host specificity.

Wide-ranging research with Rhizobiums is being carried out worldwide, the results of which, in addition to their theoretical significance, hide within them the possibility of changing the host specificity, or the possibility of widening it, thus revolutionizing agricultural crop production.

The most studied species is Rhizobium meliloti.

The development of a phage vector that would enable the introduction of an arbitrary / the desired / DNA section or different genes into Rhizobium cells can be of great help in the above-mentioned research. Such a phage vector could be a tool for changing host specificity, or at least part of the toolbox. However, for this, in addition to further research with Hhizobium, a thorough study of the phage to be converted into a vector is necessary.

Phage 16-3 is a temperate phage of Rhizobium meliloti / 39 /. Its ability to integrate into the host bacterium's chromosome may make it worthy of vectorization.

The work of my colleagues and the publication of the results in leading journals elevated the 16-3 phage to the ranks of well-known phages. A hector micrograph was taken of the 16-3 phage, which shows that it is structurally similar to the phage, but larger. The proteins that make up the head and tail parts have been detected / 12, 38 /.

Using a rich mutant park, a detailed genetic map of the phage was completed / 33. 34, 47. 49 A

A physical map of the phage was also completed using 10 restriction enzymes / 6, 9 /.

Genetically known mutations and the restriction analysis of DNA isolated from mutants made it possible to orient the genetic and physical map / 8 /.

Many data have also been collected on the recombination process of phage 16-3 / 7, 31, 32 /.

Two regulatory regions could be isolated on the chromosome of phage 16-3. One is immune X, which is in the region of the EcoRI L and H fragments on the physical map of the phage. What is known about its role in regulation is that the product of the immX gene is a repressor, exerting its effect on the avirT operator. ImmX function is required to create full immunity / 10 /.

The other regulatory region is the C region, which contains the gene for the repressor protein responsible for maintaining the phage's lysogenic state.

The genetic analysis of the C region was performed using several mutations / 34, 35, 36, 37, 47, 49 /.

Based on the restriction analysis of the DNA of deletion C-gene mutants, the G fragment of Hindin digestion contains the C gene, or a significant, functionally important part of it /6, 8, 37 /.

Interallelic complementation experiments performed with heat-inducible mutants of the C gene made the structure of the repressor protein domain realistic / 11 /.

In the environment of the C gene, operator sites were identified with g tools / 7 /.