2019 Fiscal Year Research-status Report
大腸菌の形質転換におけるDNA取り込みメカニズムの解明
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19K05782
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
野崎 晋五 立教大学, 理学部, 助教 (70725481)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 大腸菌 / 形質転換 / DNA取り込み / トランスフォーメーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸菌は細胞外のDNAを細胞内に取り込みその形質を変化させることができる。大腸菌の形質転換の方法は1970年代に報告されて以降広く利用されているが、どのようにして細胞内にDNAが取り込まれているのかについては不明であり、未だに数十年前に作製された菌株や形質転換方法が広く使用されている。しかし、現在では合成生物学の発展により、数百kb以上の長大なゲノムDNAも合成可能となってきており、このようなDNAをより簡便かつ効率良く宿主細胞内へと導入する技術へのニーズが高まってきている。形質転換がどのような分子機構で起こるのかを明らかにできれば、DNA取り込み能力の向上した高性能な大腸菌株の創出や、より高効率に形質転換を行う条件を見出して新たなDNA導入方法の開発に繋げることが可能となる。そこで、本研究では、大腸菌の網羅的遺伝子欠失株ライブラリーを用いたスクリーニング実験により得られた形質転換効率に顕著な影響を与える遺伝子欠失についての解析を行なった。その結果、envZ遺伝子の欠失により形質転換効率が顕著に上昇することが明らかとなった。envZ遺伝子は外膜タンパク質であるOmpC, OmpFの発現に関与することが報告されている。そこでenvZ遺伝子の欠失株における形質転換効率の上昇が外膜タンパク質組成の変化による可能性を検討した。envZ遺伝子欠失株の形質転換の条件下での外膜タンパク質の組成を解析したところ、ompC, ompFの発現量が低下し、別の外膜タンパク質であるOmpAの発現量が上昇していることが明らかとなった。また、ompC遺伝子の欠失株においても、OmpAの発現量が上昇するとともに形質転換効率が上昇していた。これらの結果から、OmpAタンパク質の発現上昇が形質転換効率を上昇させる可能性が示唆された。
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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
形質転換効率が顕著に上昇する大腸菌変異株としてenvZ遺伝子欠失株を同定した。また、envZ遺伝子の欠失による形質転換効率の向上がOmpAタンパク質の発現上昇によると推測される結果を得た。そのため、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
envZ遺伝子欠失によって、外膜タンパク質であるOmpAの発現量の上昇が検出された。そこで、envZ遺伝子の欠失による形質転換効率の向上がompA遺伝子の過剰発現によるものかを確かめる。そのために、OmpAの過剰発現株を作製して、その菌株において形質転換効率がどのように変化するのかを解析する。また、envZ遺伝子以外にも形質転換効率が上昇する遺伝子欠失が見出されており、これらの遺伝子欠失とenvZ遺伝子欠失とを組み合わせることでより形質転換効率の上昇した大腸菌株の創出を試みる。
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| Causes of Carryover |
外膜タンパク質の多重欠失株の作製に時間がかかったため、次年度使用額が生じた。繰り越した次年度使用額を用いて作製した多重欠失株の解析を行う。
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Research Products
(1 results)
