2020 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding survival strategy of C1-microorgansms in the phyllosphere from in vitro and in natura experiments
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19H02870
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
阪井 康能 京都大学, 農学研究科, 教授 (60202082)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | C1微生物 / メタノール誘導 / 脱抑制 / KaiC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．メタノールにより調節される細胞内制御機構
前年度までに確立したグルコース枯渇からメタノール誘導への培養条件とフローサイトメトリーによる遺伝子発現レベルの評価系を用い、C1酵母のメタノール誘導性遺伝子発現の制御因子の各種遺伝子破壊株における遺伝子発現レベルを解析した結果、真核生物において高度に保存されたセリン/スレオニンキナーゼであるSnf1がグルコース脱抑制の段階で重要な役割を果たすことがわかった。また、メタノール濃度減少に伴うペキソファジーの制御機構に、メタノール感知に関わるWsc1とその下流のMAPKカスケードが関与することを明らかにした。さらに、前年度に引き続き、炭素源シフト時のRNP顆粒局在タンパク質の細胞内動態やペルオキシソーム動態の解析を進めた。
2. C1細菌の種特異的優先化機構と生存戦略機構
前年度に引き続き、アカシソの種子や葉面に摂取したMethylobacterium属C1細菌の葉面優先化過程を、蛍光顕微鏡やフローサイトメトリーを用いて解析した結果、Methylobacterium sp. OR01株が長期間に渡りアカシソ葉面に定着し、他種のC1細菌と混合接種した際には常にOR01株の細胞数が多くなり、OR01株のアカシソへの優先化過程の追跡に成功した。一方、C1細菌において複数の環境因子からのinputを統合して様々な環境応答outputを制御しているキー分子であると想定している時計遺伝子KaiCタンパク質ホモログについては、前年度に引き続き、高温から常温あるいは低温への培養温度シフト時のリン酸化動態の解析、Kaiタンパク質複合体の遺伝学的および生化学的解析を進めた。
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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
C1酵母におけるメタノール誘導性遺伝子発現の２段階制御（脱抑制・メタノール誘導）を区別して評価するための培養条件およびメタノールセンサー酵母を用いた解析条件を確立することにより、Snf1の役割を明らかにすることができた。C1細菌の種特異的優先化機構と生存戦略機構についても、葉面でのC1細菌の優先化過程の追跡や培養温度シフト時のKaiCタンパク質リン酸化動態解析を当初の計画通りに進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
メタノールにより調節される細胞内制御機構については、脱抑制およびメタノール濃度に応答する誘導に関わる転写因子とシグナル伝達因子の機能解析を進め、炭素源変動時の細胞適応とその分子機構を解析する。C1細菌の種特異的優先化機構と生存戦略機構については、異種C1細菌間での比較に加え、病原性糸状菌感染時のC1細菌分布動態を解析する。KaiCタンパク質については、前年度に引き続き、リン酸化動態や複合体形成の生化学的解析を行うとともに、支配下遺伝子の発現制御を解析する。
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