枯草菌胞子を用いた酵素提示システムの開発研究

• Project/Area Number: 23780095
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Setsunan University
• Principal Investigator: 今村 大輔 摂南大学, 薬学部, 助教 (70454650)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2012: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2011: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 枯草菌 / 胞子 / スポアコート / クラスト

Research Abstract

枯草菌の胞子の表面に任意のタンパク質を提示することにより、胞子をタンパク質提示粒子として利用するシステムを開発するため、枯草菌胞子の表面に露出しているタンパク質を解析した。私は、タンパク質が胞子のどの程度深い位置に局在しているのかを蛍光顕微鏡を用いて解析する方法を開発した(Imamura et al. 2010. J. Bacteriol. 192:518-524)。そこでこの方法を用いて、様々な胞子タンパク質の位置を解析した結果、CgeAとCotZの2つのタンパク質は、これまで知られていた層よりも明らかに外側に存在しており、未知の最外層(クラスト)を構成していることを発見した(Imamura et al. 2010. J. Bacteriol. 193:4075-4080)。さらに、免疫蛍光顕微鏡観察によって、枯草菌胞子の表面に露出しているタンパク質を解析したところ、CgeAとCotZは実際に胞子の表面に露出していることが明らかになった。また、CotZと相同性の高いCotYタンパク質もCotZと同様にクラストに局在しており、胞子の表面に露出していることが分かった(Imamura. 2012. Yakugaku Zasshi 132:919-924)。さらに、クラストを構成するタンパク質のネットワークについても解析した。本研究によって、枯草菌胞子の最も外側を構成するクラスト層を発見し、クラストに局在しているタンパク質が特定されたため、これらのタンパク質が、枯草菌胞子に外来タンパク質を提示するシステムにおける最適なタンパク質であることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Identification and Characterization of the Outermost Layer of Bacillus subtilis Spores (2012)
  • Author(s): Daisuke Imamura
  • Journal Title: Yakugaku Zasshi Volume: 132 Pages: 919-924
  • NAID: 130001888710
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Proteins involved in formation of the outermost layer of Bacillus subtilis spores. (2011)
  • Author(s): Imamura D., Kuwana R., Takamatsu H., and Watabe K.
  • Journal Title: Journal of Bacteriology Volume: 193 Pages: 4075-4080
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel small protein of Bacillus subtilis involved in spore germination and spore coat assembly. (2011)
  • Author(s): Kodama T., Matsubayashi T., Yanagihara T., Komoto H., Ara K., Ozaki K., Kuwana R., Imamura D., Takamatsu H., Watabe K., and Sekiguchi J.
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. Volume: 75 Pages: 1119-1128
  • NAID: 10029328148
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Substrate specificity of SpoIIGA, a signal-transducing aspartic protease in Bacilli. (2011)
  • Author(s): Imamura D., Kuwana R., Kroos L., Feig M., Takamatsu H., and Watabe K.
  • Journal Title: Journal of Biochemistry Volume: 149 Pages: 665-671
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Characterization of the outermost layer of Bacillus subtilis spores (2012)
  • Author(s): Imamura D., Kuwana R., Takamatsu H, Watabe K.
  • Organizer: 5th European spores conference
  • Place of Presentation: ロンドン(英国)
  • Year and Date: 2012-04-17
• [Presentation] Proteins involved in formation of the outermost layer of Bacillus subtilis spore. (2011)
  • Author(s): Imamura D., Kuwana R., Takamatsu H., and Watabe K.
  • Organizer: 6th International Conference on Gram-Positive Microorganisms.
  • Place of Presentation: Montecatini Terme, Tuscany, Italy.
• [Presentation] 枯草菌胞子に新たに見いだされた最外層とその形成に関与する遺伝子の解析 (2011)
  • Author(s): 今村大輔, 東浦佑樹, 田中慎, 山本奈央子, 新穂淳子, 桑名利津子, 高松宏治, 渡部一仁
  • Organizer: 第５８回日本生化学会近畿支部例会
  • Place of Presentation: 関西医科大学滝井キャンパス
• [Presentation] 枯草菌胞子に新たに見いだされた最外層とその形成に関与するタンパク質の解析 (2011)
  • Author(s): 今村大輔 桑名利津子 高松宏治 渡部一仁
  • Organizer: 2011年日本ゲノム微生物学会若手の会
  • Place of Presentation: ろうきん研修所富士センター
• [Presentation] 枯草菌胞子における未知の最外層の発見とその解析 (2011)
  • Author(s): 今村大輔、桑名利津子、高松宏治、渡部一仁
  • Organizer: 第61回 日本薬学会近畿支部総会・大会
  • Place of Presentation: 神戸学院大学ポートアイランドキャンパス
• [Book] Escherichia coli and Bacillus subtilis; the frontiers of molecular microbiology revisited. Chapter 7 Surviving strategy 3. Spore and Sporulation (2012)
  • Author(s): Imamura D., Watabe K.
  • Publisher: Research Signpost(in press)
• [Patent(Industrial Property Rights)] 芽胞形成細菌の芽胞に対する殺菌もしくは静菌作用を蛍光染色試薬で評価する方法 (2011)
  • Inventor(s): 木ノ内智之、藤田康弘、高松宏治、桑名利津子、今村大輔
  • Industrial Property Rights Holder: キリンビバレッジ株式会社
  • Industrial Property Number: 2010-116610
  • Filing Date: 2011