細菌を活用した細胞性粘菌の移動時における中心体配置の役割の解明

• Project/Area Number: 16J08310
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Cell biology
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 近藤 興 山口大学, 創成科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 細胞性粘菌 / 中心体 / 大腸菌 / 貪食 / 磁気 / 形質転換 / 磁性細菌 / 細胞運動 / オルガネラ

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，細胞小器官である中心体に微小磁石を結合させ，細胞外の磁場を操作することで，中心体の位置を制御し，その細胞内配置の役割を明らかにすることである。そのために，細胞性粘菌が行う貪食によって細菌内の物質を細胞内に導入する方法の開発を行った。本年度は，各種の細胞膜透過ペプチドを用いて物質導入することを目指し，効果的なペプチドの探索を行った。実験を効率よく進めるため，生育速度がより速い大腸菌を用いることとした。物質導入が成功したことの指標は，大腸菌の細胞内成分（プラスミド）が細胞性粘菌に移行し，その細胞性粘菌が形質転換されることとした。
大腸菌に目的ペプチドを発現させるために，先に開発したタンパク質翻訳量の増強技術（特願2018-137929，特願2018-137930）を用いた。様々な既報のペプチドを検討した結果，２種類のペプチドで形質転換を起こすことに成功した。ただし，その導入効率は現時点では低く，本研究で目的とした物質導入に実用できる水準には達しなかった。以上のことから，細胞性粘菌に細菌を貪食させることよって，細菌内の物質を粘菌細胞内に送達することは原理的には可能であるが，効率の観点から更なる方法の改良が必要であることが明らかになった。研究成果の一部は，Applied Microbiology and Biotechnology誌に掲載された。他の成果についても，現在論文準備中である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Translation enhancement by a Dictyostelium gene sequence in Escherichia coli (2019)
  • Author(s): Kondo Tomo、Yumura Shigehiko
  • Journal Title: Applied Microbiology and Biotechnology Volume: 103 Issue: 8 Pages: 3501-3510
  • DOI: 10.1007/s00253-019-09746-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 細胞性粘菌の遺伝子配列を用いた大腸菌におけるタンパク質発現の促進 (2018)
  • Author(s): 近藤興，祐村惠彦
  • Organizer: 第8回日本細胞性粘菌学会例会
• [Presentation] 細胞性粘菌の遺伝子配列を用いた大腸菌におけるタンパク質発現の促進とその利用 (2018)
  • Author(s): 近藤興，祐村惠彦
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Magnetic manipulation of centrosome: Toward an understanding of the role of its positioning during cell migration (2018)
  • Author(s): Tomo Kondo
  • Organizer: National Institute of Genetics 1978th Biological Symposium
  • Invited
• [Presentation] 磁気を用いたオルガネラ細胞内配置の役割の研究 (2017)
  • Author(s): 近藤 興
  • Organizer: 第９回「光塾」
• [Presentation] 磁性細菌と細胞性粘菌を用いた細胞運動機構の研究 (2017)
  • Author(s): 近藤 興
  • Organizer: 山口大学微生物研究推進体研究集会
• [Patent(Industrial Property Rights)] スクリーニング用べクター (2018)
  • Inventor(s): 近藤興，祐村惠彦
  • Industrial Property Rights Holder: 山口大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2018-137929
  • Filing Date: 2018
• [Patent(Industrial Property Rights)] 原核生物用発現ベクター (2018)
  • Inventor(s): 近藤興，祐村惠彦
  • Industrial Property Rights Holder: 山口大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2018-137930
  • Filing Date: 2018