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高温平面で細胞の移動を促す線毛運動のメカニズム

Publicly Offered Research

Project AreaHarmonized supramolecular machinery for motility and its diversity
Project/Area Number 15H01331
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

玉腰 雅忠  東京薬科大学, 生命科学部, 准教授 (10277254)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords高度好熱菌 / 線毛 / 分子モーター / 微生物 / twitching
Outline of Annual Research Achievements

高度好熱菌Thermus thermophilusが行う平面運動は、4型線毛の収縮により起きると考えられている。そのための2つのモーター分子PilT1およびPilT2の遺伝子を破壊し、寒天培地上で生育させたコロニーの端を顕微鏡観察することによって運動能を判定した。その結果、PilT1の遺伝子破壊株では運動能力がほぼなくなる一方、PilT2の遺伝子破壊株では野生株と比べてやや低下した程度だった。また、線毛に依存して感染するファージに対する、各変異好熱菌の感受性を調べたところ、PilT1の遺伝子破壊株ではプラーク数が減少すると共にプラークのサイズが非常に小さくなったが、PilT2の遺伝子破壊株ではプラークの大きさと数は野生株と同程度だった。またこれらの遺伝子を共に破壊した株は、PilT1の遺伝子を単独に破壊した株と同様の表現型を示した。
次にPilT1のATPase活性に必須のWalker B配列のうち、よく保存されたグルタミン酸をアラニンに置換してATP加水分解活性を無くした変異酵素の遺伝子を野生型遺伝子と取り替えた変異好熱菌を作製した。その変異株を寒天培地で生育させたところ、大部分の細胞はPilT1遺伝子破壊株と同様に運動能をほとんど失ったが、一部の細胞は協同性を失った様な運動を示した。またファージにより形成されるプラークは野生株に比べてやや小さくなる程度で、プラーク数は減らなかった。この変異株のPilT2の遺伝子を破壊したところ、その非協同的運動が消失し、ファージに対する感受性もPilT1遺伝子破壊株と同程度に低下した。このことは、PilT2がやはり何らかの運動現象に関わることを示す。また、PilT1の遺伝子破壊株ではPilT2を発現していると思われるが、その運動能をほとんど失うことから、PilT2はPilT1が存在する時にのみ機能を発揮することが示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016 2015

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] Thermus thermophilus由来4型線毛の伸張および収縮に関わる分子モーターの機能解析2017

    • Author(s)
      玉腰 雅忠、常泉 賢司、千葉 直也、山岸 明彦、安田 卓人、丸山 貴浩、小池 あゆみ
    • Organizer
      2017年 生体運動合同班会議
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2017-01-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 高度好熱菌Thermus thermophilusに感染するファージMN1の溶菌酵素の解析2016

    • Author(s)
      玉腰 雅忠、河合 真穂、山岸 明彦
    • Organizer
      第39回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜パシフィコ
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 高度好熱菌Thermus thermophilus由来4型線毛の伸張および収縮に関わる分子モーターの機能解析2016

    • Author(s)
      玉腰 雅忠、常泉 賢司、千葉 直也、山岸 明彦、安田 卓人、丸山 貴浩、小池 あゆみ
    • Organizer
      第17回 極限環境生物学会年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 すずかけ台キャンパス
    • Year and Date
      2016-11-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 高度好熱菌Thermus thermophilus HB8 に感染するφMN1 の吸着に関わる細胞表面分子の解析2016

    • Author(s)
      中山 知也, 玉腰 雅忠, 別所 義隆, 山岸 明彦
    • Organizer
      第6回 ファージ研究会
    • Place of Presentation
      JAMSTEC横浜研究所
    • Year and Date
      2016-10-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional Analysis of Type IV pilus Traffic ATPases of the Extreme Thermophile Thermus thermophilus2016

    • Author(s)
      Masatada Tamakoshi, Kenji Tsuneizumi, Naoya Chiba and Akihiko Yamagishi
    • Organizer
      Extremophiles 2016
    • Place of Presentation
      Kyoto University
    • Year and Date
      2016-09-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 走化性シグナル伝達粗視化モデルを用いた桿菌におけるtwitching運動の解析2016

    • Author(s)
      森河 良太,玉腰 雅忠,宮川 毅,高須 昌子
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Twitching運動を行うバクテリアにおける走化性運動のシミュレーション2016

    • Author(s)
      森河 良太,玉腰 雅忠,宮川 毅,高須 昌子
    • Organizer
      2016年生体運動合同班会議
    • Place of Presentation
      キャンパスプラザ京都
    • Year and Date
      2016-01-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermus thermophilus由来IV型線毛複合体の構造解析2015

    • Author(s)
      丸山 貴浩、佐々木 亜由美、安田 卓人、玉腰 雅忠、小池 あゆみ
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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