利用細菌基因位點動態行為解析基因表現對染色體空間組織的影響

做為訊息的載體，細菌染色體不僅攜帶儲存基因，且藉由其組織排列，可以有效率且同時地進行轉錄、複製與分離。傳統上普遍認為，藉由親合蛋白的協助，細菌染色體會纏繞成串接之小球團，且其整體運動則主要受到彼此間彈性力、熵力與細胞邊界的影響，而在分裂時進行分離。更進一步地，從許多染色體運動的觀察中發現，細菌細胞內的染色體組織排列也受到了基因表現的影響。在本計畫中，我們以包含膜蛋白乳糖通透酶與細胞質蛋白青色螢光蛋白的乳糖代謝操縱子為例，在此操作子的上下游分別進行螢光位點標記，而得以解析基因表現對該段染色體片段的影響。藉由分析標記位點的運動行為，基因表現所造成的影響變得以進行定性揭露與定量分析。同時，在這樣的系統當中，我們也能夠觀察膜蛋白與細胞質蛋白基因表達，對於染色體影響的差異。在我們的觀察當中顯示，基因位點的區域性往細胞膜方向位移，以及兩個標記位點間運動的關連性的顯著差異，都說明了膜蛋白基因表達與細胞膜參與的現象，實為造成染色體分離的重要因子之一。