2019 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on formation mechanism of nano-organelle in growing cells by live-cell time-lapse fluorescence imaging analyses.
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17H03791
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
福森 義宏 金沢大学, その他部局等, その他 (60135655)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 生細胞イメージング / 磁性細菌 / 原核細胞 / オルガネラ形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ナノサイズの原核細胞オルガネラ「マグネトソーム」の形成過程の解明に取り組む。本年度の研究実績は以下の通りである。
1.mamE, I, L, Q遺伝子は、マグネトソーム小胞形成に必須の遺伝子であるが、コードしている蛋白質の実態は明らかにされていない。本年度は、このうちMamIとMamQと相互作用する蛋白質を網羅的に同定した。具体的には、磁性細菌Magnetospirillum magneticum AMB-1にMamI-Halotagまたは、MamQ-Halotag融合蛋白質を発現させた。これらの細胞から得たマグネトソームおよび膜画分を界面活性剤で可溶化し、Halotagと特異的に結合するアフィニティカラムにかけた。カラムに結合した蛋白質組成を質量分析器で比較解析することで、AMB-1細胞内でMamIまたはMamQと複合体を形成する蛋白質を同定した。その結果、MamIとMamQは、マグネトソーム膜小胞形成に関わる蛋白質同士、さらにマグネトソーム小胞の鉄輸送・環境調節に関わる蛋白質群と複合体を形成することが示され、マグネトソーム形成に関わる蛋白質複合体の存在が示唆された（論文投稿準備中）。
2.MamQを薬剤で発現誘導することでマグネトソーム合成を制御できる磁性細菌株（QInd株）を用いた生細胞蛍光イメージングにより、マグネトソーム鎖の形成過程を動画観察した。その結果、マグネトソーム合成の誘導後２時間までは、マグネトソームは細胞膜上をランダムに拡散したが、４時間後には細胞中央に直線状に固定され、マグネトソーム鎖の形成過程の動的な観察に初めて成功した。さらに、マグネトソーム配置に関わるMamK細胞骨格を欠損させたQInd株で同様の観察を行ったところ、初期のマグネトソーム配置はMamK細胞骨格に非依存的で、未知の因子が関わることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Diversity of physical properties of bacterial extracellular membrane vesicles revealed through atomic force microscopy phase imaging2020
Author(s)
Kikuchi, Y., Obana, N, Toyofuku, M., Kodera, N., Soma, T., Ando, T., Fukumori, Y., Nomura, N., and Taoka, A.
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Journal Title
Nanoscale
Volume: 12
Pages: 7950-7959
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Membranolytic Effects of KT2 on Gram-Negative Escherichia coli Evaluated by Atomic Force Microscopy2019
Author(s)
Theansungnoen, T., Jangpromma, N., Anwised, P., Daduang, S., Fukumori, Y., Taoka, A., and Klaynongsruang
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Journal Title
Applied Biochemistry and Microbiology
Volume: 55(5)
Pages: 495-505
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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