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2020 Fiscal Year Research-status Report

in vivoゲノム記録法による微生物集団の解析

Research Project

Project/Area Number 19K05762
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

安部 公博  筑波大学, 生命環境系, 研究員 (10748940)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords枯草菌 / recombinase / autoysin / membrane vesicle
Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、1)枯草菌 SPβ prophageにコードされるsite-specific serine recombinaseであるSprAのintegration/excisionの組み換え反応の切り替え制御機構の解析と、2)枯草菌 membrane vesicle産生細胞が分化細胞となりうるかを検証した。

1)について。SprAを含むsite-specific serine recombinaseは、in vivo記録法の技術的根幹をなす酵素であり、本酵素の特性をよりよく知ることは、in vivo記録法の確立に必須である。本年度の研究結果から、SprAのC末端領域は、SprA-DNA複合体を安定化させることにより、integration反応を促進させる機能があることが分かった。また、SprAのC末端領域に低分子量タンパク質SprBが結合すると、integration活性は無くなり、excision反応のみが進行することが明らかとなった。また、SprBの結合には、SprAの532番目のphenylalanine残基が必須であった。これらの研究成果は、Molecular Microbiology誌に掲載された。

2)について。枯草菌をストレス環境下に置くとmembrane vesicleを生産することが明らかとなった。タイムラプスイメージングにより、ストレス環境下で生じたmembrane vesicle産生菌は、やがて細胞死を起こす様子が観察されたことから、これらの細胞はin vivo ゲノム記録法が適用できるような分化細胞ではないことがわかった。しかしながら、枯草菌におけるストレス環境下でのmembrane vesicle生産は新奇の発見であり、この研究成果はEnvironmental Microbiology誌に掲載された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

SprAの機能解析および枯草菌membrane vesicleの形成についての研究成果を、それぞれMolecular Microbiology誌とEnvironmental Microbiology誌に投稿・受理された。

Strategy for Future Research Activity

胞子形成やDNAコンピテンス等の分化細胞特異的promoterとsite-specific recombinaseを組み合わせたコンストラクトを搭載した枯草菌株を作製し、in vivo記録法の有効性を検証する。

Causes of Carryover

コロナウィルス流行により、計画していた出張がキャンセルとなったため。次年度使用額は、論文出版費用等に使用する予定である。

  • Research Products

    (4 results)

All 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Autolysis‐mediated membrane vesicle formation in Bacillus subtilis2021

    • Author(s)
      Abe Kimihiro、Toyofuku Masanori、Nomura Nobuhiko、Obana Nozomu
    • Journal Title

      Environmental Microbiology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1111/1462-2920.15502

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extreme C‐terminal element of SprA serine integrase is a potential component of the “molecular toggle switch” which controls the recombination and its directionality2020

    • Author(s)
      Abe Kimihiro、Takahashi Takumi、Sato Tsutomu
    • Journal Title

      Molecular Microbiology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1111/mmi.14654

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 枯草菌におけるSpo0A依存的なmembrane vesicle生産2021

    • Author(s)
      安部公博、豊福雅典、野村暢彦、尾花望
    • Organizer
      日本農芸化学会 2021年度 仙台大会
  • [Presentation] 枯草菌のメンブレンベシクル産生2020

    • Author(s)
      安部公博、豊福雅典、野村暢彦、尾花望
    • Organizer
      2020年度 グラム陽性菌ゲノム機能会議

URL: 

Published: 2021-12-27  

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