2017 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism to maintain homeostasis in gut microbiota through protein-protein cross-linking by transglutaminase
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15H04353
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
川畑 俊一郎 九州大学, 理学研究院, 教授 (90183037)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 囲食膜 / トランスグルタミナーゼ / Peritrophin |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昆虫の腸管には囲食膜とよばれる物理的な防御膜が存在する。囲食膜は、哺乳類腸管におけるムチン層に相当するもので、食物と同時に侵入してきた細菌などが直接、腸管上皮に接するのを防止している。これまで、架橋酵素であるトランスグルタミナーゼ (TG) がハエの囲食膜形成に関与することを明らかにしてきたが、今年度は、囲食膜による生体防御機構の詳細を明らかにするために、ハエの囲食膜構成タンパク質と推定されるPeritrophin-15b (Pin15b) に焦点を当てて研究を行った。
囲食膜はキチンおよびキチン結合性タンパク質から構成される。Pin15bは、キチン結合性ドメインを有していること、また腸管でのmRNAの発現量が高いことから、本タンパク質は囲食膜を構成していることが推定された。そこでPin15b抗体を用いた免疫染色を行ったところ、囲食膜に繊維状にPin15bが存在していることが示された。続いてPin15bの生体防御への役割を調べる目的で、Pin15bのノックダウンを行った。Pin15b-RNAiハエはコントロール系統と比較して囲食膜の透過性上昇が観察され、病原性細菌の経口感染により有意に生存率が低下した。また、ウエスタンブロットによる解析の結果、Pin15bは囲食膜上でTGにより架橋されること、さらには高度なO型糖鎖修飾が起こっていることが明らかとなった。興味深いことにPin15bのノックダウンハエは、コントロール系統よりも体長が大きく、総タンパク質量や総中性脂肪量も多いことが判明した。一方で、血リンパ中のグルコース量は減少しており、インスリン様ペプチド (insulin-like peptide 2, Ilp2) の発現量増加が確認された。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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