原核細胞オルガネラの内部環境制御機構の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K15430
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 江口 友佳子 金沢大学, ダイバーシティ推進機構, 特任助教 (60838506)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 原核細胞オルガネラ / オルガネラ内部環境制御 / 磁性細菌 / バイオミネラリゼーション

Outline of Annual Research Achievements

磁性細菌は膜小胞の中に磁鉄鉱結晶を生合成することで、地磁気を感知するための原核細胞オルガネラ「マグネトソーム」を形成するが、その内部環境の制御機構は未解明である。本研究では、磁性細菌のマグネトソーム内部のpHがどの蛋白質によってどのように制御され、pHの制御が磁鉄鉱の生合成にどのように寄与するかを明らかにし、マグネトソームの内部環境制御機構の一端を解明することを目的とする。
昨年度は、マグネトソーム内部のpH制御に関わると考えられる輸送体蛋白質MamNおよびマグネトソーム表面蛋白質MamAに着目し、それぞれの欠失株におけるマグネトソーム内外のpHを測定し、MamNとMamAのpH制御における機能を解析した。
本年度は、mamA欠失株およびmamN欠失株を用いて、生育段階の違いによるマグネトソームのpHの比較を計画しており、生育段階によるマグネトソームのpH変化を調べるため、磁性細菌を培養しながら経時的にpHを測定する方法の確立を試みた。しかし、蛍光スペクトルの測定位置の調整を手作業で行う必要があるため、安定した測定方法を確立することができなかった。そのため今後は、生細胞内でpH分布を可視化するためのイメージング法を開発する必要がある。
また、MamNがどこで機能しているかを調べるため、mamN欠失株においてMamNと蛍光蛋白質の融合蛋白質の発現系を構築し、MamNの局在を調べる計画であったが、構築したMamNと蛍光蛋白質の融合蛋白質の発現系が上手く機能しなかった。今後は蛍光蛋白質以外の標識方法や、発現方法を検討する必要がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020年度11月より現部局に異動となり、本研究課題のエフォートの大幅な下方修正が必要となったため、「やや遅れている」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

2022年度は、当該年度に実施できなかった計画に加え、in virtoでのMamNの機能解析を試みる。具体的には、大腸菌におけるMamNの発現系を構築し、MamNを発現させた大腸菌膜小胞を用いて、MamNの輸送体活性を検証する計画である。

Causes of Carryover

当該年度の研究計画に遅れが生じたため、物品購入費の一部を次年度の使用に変更した。