2019 Fiscal Year Research-status Report
Molecular biology of bacterial chalcogen metabolism and the application to semiconductor nanoparticle production
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18K14373
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
黒田 真史 大阪大学, 工学研究科, 助教 (20511786)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | セレン / テルル / 半導体ナノ粒子 / バイオプロダクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、カルコゲナイド系半導体（ChSC）ナノ粒子の微生物合成法の確立を目指し、優れたChSC合成細菌であるPseudomonas stutzeri NT-Iのセレン（Se）、テルル（Te）代謝の解析と、それに基づいた合理的な代謝改変を行い高効率ChSCナノ粒子合成株を創出すること目的としている。本年度は、アミノ酸の添加がNT-I株のセレン代謝に及ぼす影響について評価した。NT-I株を1 mMの亜セレン酸を添加した乳酸無機塩培地中で培養したところ、24時間後の亜セレン酸除去率は65%に留まったのに対して、上記の培地に1 g/Lのカザミノ酸を加えた場合、24時間後に全量の亜セレン酸が元素態セレンまたは揮発化物に変化したことから、カザミノ酸にはNT-I株のセレン代謝を促進する物質が含まれているものと考えられた。続いて、カザミノ酸を構成するアミノ酸16種のうちメチオニンを含む15種を乳酸無機塩培地に添加したところ、セレン代謝の促進がみられなかった。また、メチオニンを0.01～10 g/Lの濃度で乳酸無機塩培地に添加したところ、0.1 g/L以上のメチオニンを添加した場合にカザミノ酸を添加した場合と同程度のセレン代謝の促進がみられた。0.1 g/lのメチオニンを添加した無機塩培地中でChSCの一種であるセレン化カドミウム（CdSe）の試みたところ、TSB培地を用いた場合と比較して2.6倍のCdSeが合成された。以上より、メチオニンの添加によりNT-I株のセレン代謝が促進され、効率的なChSC合成が達成できることが示唆された。
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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
ChSC合成の促進剤としてメチオニンが見いだされたことは、NT-I株のセレン代謝の理解と効率的ChSC合成法の確立に向けた重要な進展であると考えられることから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
NT-I株のセレン代謝に関わる遺伝子群の同定・解析と、セレンを含む代謝物の分析の両面から、セレン代謝の詳細を解明することに注力する。亜セレン酸を含む培地中で培養したNT-I株の菌体を回収・洗浄し、超音波破砕することにより得られた上清を高速液体クロマトグラフ-水素化物発生原子蛍光分析（HPLC-HG-AFS）に供することで、菌体内のセレンを含む代謝物の特異的検出を試みる。また、トランスクリプトーム解析によって推定したセレンおよびテルル代謝関連遺伝子群を相同組換えにより破壊し、セレン・テルル代謝とChSC合成への影響を評価する。
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| Causes of Carryover |
トランスクリプトーム解析の前段階として、NT-I株が効率的にセレン代謝を行う条件の確立に時間を割いたため、関連試薬や塩基配列解析等の外注費用として計上していた予算に不使用が生じた。次年度は繰越分を使用してトランスクリプトーム解析等の分子生物学的解析に注力する。
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