細胞内情報伝達は単なる一方通行？

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K14710
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 石島 秋彦 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (80301216)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: バクテリア

Outline of Annual Research Achievements

大腸菌における情報伝達におけるアウトプットはモーターの回転方向の転換である．そこで，回転自体を回転電場を与えることにより制御させることで，細胞内の情報伝達におけるフィードバック機構を明らかにする．回転電場により積極的に外部からの力学刺激を加えることにより，モーター基部体へのシグナル分子の結合数の変化などを捉える．モーターのCW,CCW 回転の持続時間の負荷依存性，強制回転中のモーター基部体へのシグナル分子の結合・解離の変化，モーター基部体へのシグナル分子の結合・解離の変化と負荷との関連性，を探ためのシステム開発を行った．まず，細胞の位置決めシステムの開発も合わせて行った．タングステン電極を用いた電場発生システムの構築のための，微細加工電極の作成，4本の電極の位置決めシステムの構築，などをくみ上げた．このシステムを用いて電極の位置，電圧，周波数などが発生トルクにどう影響するかの検証を行った．また，菌体ごとに大きさが異なるために，サイズを考慮した粘性抵抗係数を推定し，回転速度と発生トルクとの関係を検討した．今後は，電極の距離依存性，印加電圧との関係など基礎データを収集し，最適な回転速度を与えるシステムを構築する．また発生トルクが一定でも菌体ごとに回転周波数が異なってしまうため，菌体のサイズをオンタイムで取得し，最適なトルクを与えられるようなシステムの構築も検討している．今後は，このシステムに蛍光イメージングシステムを融合し，強制回転とモーター基部体への蛍光融合タンパク質の結合・解離とのイメージングの同時計測を構築させていきたい．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

発生トルクは印加電圧の二乗に比例することがわかり，この結果は，別の研究者との結果と一致した．まだ，印加周波数との関連，電極との距離依存性が確認できておらず，今後の課題となる．

Strategy for Future Research Activity

回転電場の構築は完了した．今後，基礎データの収集，回転速度の最適化，イメージングシステムの構築を行う

Causes of Carryover

平成28年7月、本研究と研究内容が近い研究者における走化性物質と蛍光融合タンパク質に関する研究成果が発表されたことが判明した。本研究遂行上、当該成果を踏まえて回転電場システムの構築を再検討することになった．

Expenditure Plan for Carryover Budget

本年度は，蛍光イメージングのための励起用レーザーの導入，解析PCの新規導入を考えている