| Project/Area Number |
22K19139
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
甲斐 建次 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (40508404)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | GacSリガンド / クオラムセンシング / Pseudomonas protegens / Pseudomonas |
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| Outline of Research at the Start |
Pseudomonas属細菌は、Gac/Rsm系と呼ばれる細胞間コミュニケーション機構を持ち、いわゆるクオラムセンシング様の挙動を示す。本機構で機能する二成分情報伝達系GacS/GacAが発見されて以来、世界中の研究者がGacSリガンド同定に取り組んできたが、未だ謎のままである。Gac/Rsm系は、土壌に生息するPseudomonas属細菌から日和見感染症を引き起こすP. aeruginosaまで保存されており、Pseudomonas属の特性を上位で制御している。GacSリガンドを解明し、微生物学・天然物化学分野におけるブレークスルーを達成する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラム陰性細菌の大きな1群であるPseudomonas属細菌は、Gac/Rsm系と呼ばれる独自の細胞間コミュニケーション機構を持ち、いわゆるクオラムセンシング（QS）様の挙動を示す。2001年に本機構で機能する二成分情報伝達系GacS/GacAが発見されて以来、世界中の研究者がGacSリガンド同定に取り組んできた。しかし、本機構の天然リガンドは未だ謎のままである。Gac/Rsm系は、土壌に生息するPseudomonas属細菌からヒトに日和見感染症を引き起こすP. aeruginosaまで保存されており、Pseudomonas属細菌の特性を最上位で制御している。応募者はこれまでに、同種・異種微生物間で機能する多くの化学コミュニケーション分子を解明してきた。同種微生物間コミュニケーションのenigmaとも呼ばれる、Pseudomonas属細菌のQSシグナル分子を解明し、微生物学・天然物化学分野におけるブレークスルーを達成する。
昨年度に引き続き、GacSリガンドの精製を試みたが予想以上に難航し、目的物質の単離に成功しなかった。そこで、リガンド合成酵素遺伝子を過剰発現した株やE.coliで該当遺伝子を発現した株からの精製も試みたが、これらの場合も途中で活性を見失う状況となった。考えられる原因として、GacSリガンドがとても不安定であること、生産量が極めて微量であることなどがあげられる。また、これらの研究を進める過程で、別の因子も細胞間でやり取りされている可能性が見出されてきた。すなわち、活性分子が複数種あり、当初の予想よりも複雑な細胞間コミュニケーションであることが示唆された。より感度の高いアッセイ法を開発し、培養・抽出・精製を迅速に行うことでGacSリガンドの単離・構造決定が達成されることが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
GacSリガンドの単離に向けた検討が当初の予定通りに進んでいないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
GacSリガンドの構造解明を達成することを第一目標とする。その後、Gac/Rsm系活性化を容易に定量評価できるようにするため、レポータージーンアッセイ系を再構築する。並行して、GacSリガンドの類縁化合物を市販品と自前合成品から準備し、構造活性相関研究を実施して、GacSリガンドの構造特異性を明らかにしておく。そして、GacSタンパク質をpET発現システムを用いて大腸菌で大量発現する。
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