Elucidation of prokaryotic nanosized-organelle regulatory mechanism using molecular imaging

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02868
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Taoka Azuma 金沢大学, 生命理工学系, 准教授 (20401888)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 細菌 / オルガネラ / イメージング / 細胞骨格 / 磁性細菌 / アクチン

Outline of Final Research Achievements

We aimed to elucidate the molecular mechanism for intracellular positioning of bacterial organelle magnetosomes that function as an intracellular magnetic sensor of magnetotactic bacteria. To do this, we examined the function of MamJ protein that is known as a MamK cytoskeleton binding protein. The role of MamJ on MamK polymerization was assessed using high-speed atomic force microscopy. As a result, we found that MamJ binds to MamK polymers and regulate MamK polymerization to form short and dynamic cytoskeletal filaments. These provided new view on a bacterial cytoskeleton binding protein for organelle positioning.

Free Research Field

分子微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

微小な細菌の細胞内にも多様なオルガネラや細胞骨格系が存在する。しかし、このようなナノサイズの細菌オルガネラの役割や、細胞骨格による制御機構は、真核細胞のオルガネラと比較して未知である。マグネトソームは、その形成と制御に関わる蛋白質群が同定されており、細菌オルガネラのモデルとして適している。本研究では、細胞骨格MamKとその結合蛋白質MamJが、どの様な特性の細胞骨格繊維を形成するかを分子レベルで調べ、マグネトソーム表層に形成される細胞骨格の実態を明らかにした。この結果は、細胞骨格による細菌オルガネラの制御機構に知見をもたらし、細菌オルガネラを用いた応用研究にも貢献できる。