2020 Fiscal Year Annual Research Report
Importance of lanthanides in microorganisms
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18H02129
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
谷 明生 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00335621)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | Methylotroph / Lanthanides / Methanol dehydrogenase |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Methylobacterium属細菌は植物は放出するメタノールを利用してその地上部表面で優先するだけでなく、植物の成長を促進する重要な植物共生細菌である。メタノールの初発酸化酵素であるメタノール脱水素酵素（MDH)はカルシウム依存のもの(MxaF)が知られていたが、別のホモログ遺伝子(XoxF)がコードするMDHはランタノイド（Ln)依存であることが新しく発見された。これはLnが酵素の補因子となる初めての例である。また本属細菌はXoxF-MHを優先的に利用し、Ln非存在下のみMxaF-MDHを用いることから、本属細菌の生理生態にとってLnは重要な金属である。本研究ではこのLnに応じたMDH遺伝子発現制御機構の解明とLn存在下での各種遺伝子発現応答の解析を通じて、生物におけるLnの重要性を明らかにすることを目的としている。
Ln存在下で発現量が上がるタンパク質としてランモジュリン（LanM)があげられた。このタンパク質はLnを特異的に結合することが示されたが、その機能は不明であった。そこでLanM欠失株での各種メタノール代謝酵素遺伝子の発現、あるいは後者遺伝子欠失株でのLanM遺伝子発現を調べたところ、LanM欠失株ではXoxFとLn取り込みに関わるTonB-dependent receptor遺伝子の発現が下がることを見いだした。
一方、研究対象であるM. aquaticum 22A株はホルムアルデヒドの酸化に二種類の系（H4MPTとGSH依存酸化酵素）を持っている。これは前者だけを持つモデル菌株M. extorquensとは異なるため、詳細な検討を加えたところ後者も代謝に関与していることを示した。
さらに、本属細菌がメタノールへの走化性を持ち、走化性センサーもLnの有無により応答して発現量が変化することを見いだし、メタノールへの走化性センサーを3つ同定した。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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