Interaction of Plasmid pKM101 Mutator Function with uvrA and uvrB Genes = 플라스미드 pKM101 mutator 기능과 uvr A, uvr B 유전자와의 상호작용

국문 초록 (Abstract)

DNA 회복 기능이 결여된 Escherichia colir 균주에 nurA^(-)와 nurB^(-) mutator 기능을 가진 plasmid pKM101 또는 pSL4를 도입시키고, 돌연변이유발에 DNA 회복에 미치는 pKM101 mutator의 기능 그리고 pKM101과 DNA 회복 기능에 관여하는 유전자와의 상호작용을 조사하였다. 또한 UV와 4-NQO가 유발하는 DNA손상회복과 돌연변이에 있어서의 이들 DNA 회복 유전자의 역할을 조사하였다.
본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같았다.
1. DNA 회복 기능이 결여되어 있는 E. coli B/r 균주에 pKM101 또는 pSL4를 도입시킬 때의 빈도는 10^(-4)-10^(-6)이었으며 균주내에서 안정하였다.
2. E. coli B/r 균주에 pKM101 또는 pSL4를 도입시키면 자발적 인돌연변이율은 증가되었는데 pSL4가 도입되었을 때가 pKM101이 도입되었을 때보다 전반적으로 자발적 돌연변이율이 더 증가되었다.
3. uvrA^(-) 균주에서 pKM101과 pSL4는 UV나 4-NQO에 의한 돌연변이에는 아무 영향도 미치지 못하였다.
4. uvrB^(-) 균주는 UV와 4-NQO에 대해 민감하였으나 uvr+에 대해서는 민감하지 않았다. uvrB^(-) 균주에서 pKM101과 pSL4 모두 UV에 대한 보호효과를 나타내었다. uvrB-돌연변이는 4-NQO에 의한 돌연변이를 강하게 증가시켰으며 UV에 의한 돌연변이에는 아무런 영향을 미치지 않았다. uvrB^(-) 균주에 pKM101이나 pSL4가 도입되면 4-NQO에 의한 돌연변이에는 강하게 증가시켰으며 UV에 의한 돌연변이에는 아무런 영향을 미치지 않았다.
uvrB^(-) 균주에 pKM101이나 pSL4가 도입되면 4-NQO에 의한 돌연변이에 대해서는 억제 효과를 나타내었으나 UV에 의한 돌연변이에 대해서는 아무런 영향을 미치지 못하였다.
5. UV나 4-NQO에 의한 DNA 상해의 회복은 uvrB 유전자의 기능이 관여하는 같은 DNA에 의하여 진행된다고 생각되지만 이들 돌연변이원에 의한 돌연변이 유발은 서로 다른 기작에 의하여 진행되는 것 같았다.
6. 본 연구의 결과를 근거로 해서 다음과 같은 가설을 세울 수 있다. 즉, pKM101의 mutator 효과와 돌연변이원에 대한 보호 효과는 플라스 미드의 한 유전자의 기능에 의한 것이며 이 유전자 산물은 error-free DNA 회복과 error-prone DNA 회복 system 양쪽 다에 상호작용을 가지며 어떤 돌연변이원에 의해서 uvrA-와 uvrB^(-)군주에서 나타난 pKM101의 anti-mutator 효과는 이 pKM101 유전자 산물이 error-prone DNA 회복 기능을 억제함으로써 더 많은 error-free DNA회복을 유발하여 나타나는 것이라고 생각할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A plasmid with mutator effect, pKM101, and its mutant pSL4 were introduced into Escherichia coli B/r strains possesing DNA repair capacities (uvr A^(-) and uvr B^(-)) and determined the function of pKM101 mutator in the mutagenesis and DNA repair and their interactions with DNA damage and the mutagenesis induced by mutagens (UV and 4-NQO). The following results were obtained.
1. The transfer frequencies of pKM101 and pSL4 to E. coli B/r repair deficient mutants were in the range of 10^(-4) to 10^(-6) and the plasmids were maintained stably in the cells.
2. Whenplasmid pKM101 or pSL4 was introduced into the E. coli B/r strains, the spontaneous mutation rate was increased. The effect of pSL4 was generally more pronounced than that of pKM101.
3. The uvrA^(-) strain was sensitive to UV and 4-NQO. Both plasmid pKM101 and pSL4 had a protection effect against UV and 4-NQO. The uvrA^(-) mutation increased the mustagenesis induced by 4-NQO and had no effect on the UV-mutagenesis. Both plasmid pKM101 and pSL4 had no effect on the UV- and 4-NQO mutagenesis in the uvrA^(-) strain.
4. The uvrB strain was sensitive to UV and 4-NQO. Both plasmid pKM101 and pSL4 had a protection effect against UV but only pSL4 showed the protection effect against 4-NQO in the uvrB- strain. The uvrB^(-) mutation sharply increased the 4-NQO mutagenesis and had no effect on the UV-mutagenesis.
5. The DNA lesions caused by the UV and 4-NQO treatment seems to be repaired by the same repair processes involng the functions of the uvrB gene. However, different processes seems to be involved in the mutagenesis induced by these two mutagens.
6. On the basis of results obtained in this work, it was postulated that the mutator effect and the mutagen protection effect of pKM101 may be the results of the plasmid codes one gene function and that the gene product may interact with both the error-free DNA repair and error-prone DNA repair system. The anti-mutator effect of pKM101 seen in the uvrA- and uvrB^(-) strain for certain type of mutagenes may be due to the pKM101 gene product interferring the error-prone repair processes by inducing more error-free DNA repair.

목차 (Table of Contents)

• Abstract = 247
• Ⅰ. Introduction = 248
• Ⅱ. Material and Methods = 249
• Ⅲ. Results = 250
• Ⅳ. Discussion = 254
• 요약 = 255
• References = 256