2020 Fiscal Year Annual Research Report

長鎖ポリアミン生合成系の全容解明とシリカ形成における機能解析

Research Project

Project/Area Number	19H02886
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	池田丈広島大学, 統合生命科学研究科(先), 助教 (10505754)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	細菌 / ケイ素 / ポリアミン
Outline of Annual Research Achievements	一部の生物は、無機鉱物であるシリカ(SiO2)を細胞内で形成する能力を有する。系統の異なる複数のシリカ形成生物において、多数のアミノ基を有する長鎖ポリアミンがシリカの内部に存在することが報告されている。このことから、長鎖ポリアミンがシリカの形成において重要な役割を果たしていると考えられている。しかし、その生合成経路は未だ不明であり、長鎖ポリアミンの機能を解析する上で大きな障壁となっていた。一方、研究代表者は、シリカを形成する中温性細菌において長鎖ポリアミン合成酵素をコードしていると考えられる遺伝子群を発見した。これまでに行った遺伝子破壊実験や組換え体発現実験などの結果から、これらの遺伝子の配列から予測される機能と実際の実験結果が一致しないことが示唆されている。本研究では、これらの遺伝子によってコードされるタンパク質の機能を詳細に解析することで、長鎖ポリアミン生合成系の全容を解明することを目的とする。また、得られた知見を基に、シリカ形成における長鎖ポリアミンの機能を解析する。本研究課題のこれまでの研究において、大腸菌で発現した2種類の組換えタンパク質を組み合わることで、in vitroでの長鎖ポリアミン合成に成功した。本年度の研究では、合成した長鎖ポリアミンの精製法ならびに定量法を確立することに成功した。これによりシリカ重合能について、短鎖のポリアミンと定量的に比較することが可能になった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 酵素反応により合成された長鎖ポリアミンの精製法・定量法の確立に成功するなど、おおむね計画通りに進展した。
Strategy for Future Research Activity	これまでの研究によって長鎖ポリアミンを定量することが可能となり、シリカ重合能について短鎖のポリアミンとの定量的な比較が可能となった。シリカ形成における長鎖ポリアミンの機能をより詳細に解析するため、長鎖ポリアミンを鎖長ごとに分離し、ポリアミンの鎖長とシリカ重合能の関係について評価を試みる予定である。