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本論文為了更深入探討螢光的調節機制及減少變因,只取主要的調控區域 luxR-R&R-luxI 作為研究對象,分別針對luxR 和 luxI 基因之產物及基因 之產物及基因本身之 DNA 序列所具有的功能及其內在意義等主題加以探 討。在此設計了一系列調節基因次序重組之質體及 in trans互補質體,利 用 V. harveyi 之螢光.blksq.基因作為報導基因,並於前後各插入 CaMV35s promoter 及 NOS-terminator,以避免來自質體中其它 promoter 的干擾;藉由不同組合之質體的螢光表現情形,對luxR 和 luxI 基因的產物及其 DNA 序列在調節機制中所扮演的角色有更深入的瞭解。 實驗結果顯示 LuxR 和 autoinducer 必需同時存在才具有功能,且其作用 部位在調節區域中,此結果印証並提供 LuxR 和 autoinducer 會形成 LuxR-AI 複合體之間接証據。此外,亦發現有 LuxR 或 LuxR-AI 複合體存 在時,luxR 基因之 DNA 序列對於 luxR 的表現有明顯的抑制作用。故推 測 luxR 基因上可能有一個 LuxR motif-binding locus,藉此進行 negative feedback control 調控 L-operon 的表現。分析 luxR gene 之 DNA 序列,於其 N-terminal 發現一個對稱性序列 R3-reversed re- peat,其序列為 TATTTACTCGCGATCATTTAT, 因而利用定點突變來確認此序 列是否為 LuxR 之作用部位。利用 insertion 造成 frame-shift 或直接 突變產生 stop codon 使轉譯提前終止,結果使 L-operon 的表現大幅度 降低,顯示 luxR 基因之 mRNA 可能具有形成 2°級結構的潛力,而產生類 似attenuation 的作用,而抑制 L-operon 的表現;in trans 加入 LuxR- AI 複合體僅有些微的作用,與 wild type 相比仍相距甚遠,由此可知所形 成之 2°級結構具有相當的穩定性;分析 luxR 之 mRNA 的結構,此亦顯示 其具有形成 2°級結構之 potential。而不改變 LuxR 之胺基酸序列,僅 於 DNA 序列上作改變的結果,無法肯定証實 R3-reversed re- peat 為 LuxR negative feedback control 的作用部位;可能 LuxR 的 negative feedback control 屬於一種弱勢調控作用,其調節機制類似 attenuation 的作用,以阻緩 translation 來終止 transcription 而抑 制基因的表現,真正的機制仍需進一步研究。
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