2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16H04900
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
池田 丈 広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (10505754)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 細菌 / 胞子 / ケイ素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一部のBacillus属細菌は胞子形成期に培地中のケイ酸(Si[OH]4)を取り込み、その重合体であるシリカ(SiO2)を胞子殻上に蓄積する。シリカ層が形成された胞子は、酸に対する耐性が向上しており、胞子表面のシリカ層が酸に対する防壁として機能していると考えられた。これまでの研究により、取り込んだケイ酸をシリカへと重合するプロセスに関与するタンパク質を発見したが、本菌がケイ酸を取り込むメカニズムは不明であった。一方、天然の鉄キレート剤であるシデロフォアの一種であるエンテロバクチンをケイ酸と反応させると、シデロフォアがSiとも錯体を形成することが最近報告されたが、その生理学的な意義は不明であった。我々は、シリカ蓄積細菌が外部からのSiの取り込みや細胞内におけるSiの可溶性の維持にシデロフォアを利用しているのではないかと予想し、本研究ではこの仮説を実験的に検証することを目的とした。
本研究のモデルとして用いたBacillus cereusは2種類のシデロフォアを有することが知られている。昨年度の研究において、それぞれの合成系と輸送系の遺伝子破壊を行い、2種類のうち一方の合成系遺伝子を破壊することでケイ酸取り込み量が顕著に低下することを確認した。本年度は、培養途中での培地交換実験を行うことで、シデロフォアが『Siの取り込み』と『細胞内でのSiの可溶化の維持』のいずれに寄与しているかを検証した。培養途中で培地を新しいものに交換してもケイ酸取り込みには影響が見られなかったことから、シデロフォアは前者ではなく後者のプロセスに寄与している可能性が高いと考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初想定していた二つの仮説のうち一方に絞り込むことができたため、引き続き検証を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
菌体と培養液上清からのシデロフォアの単離を行い、キレートされている元素の同定と比較を行う。また、ケイ酸の自発的な重合によって生じるシリカ量を、シデロフォア存在下と非存在下で比較することで、シデロフォアのSiの可溶化効果について検証する。
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