細菌挙動の理解に向けた走化性センサータンパク質のリガンド徹底解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K15434
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 緋田 安希子 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 助教 (70825760)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 走化性 / センサータンパク質 / 物質認識

Outline of Annual Research Achievements

青枯病菌Ralstonia solanacearumは22の走化性センサー（mcp01～mcp22）を保有するが、このうち特性化されているのは2つの走気性センサーと6つの化合物センサーのみである。そこで、残る14センサーを対象にそのリガンドの特定を試みた。
より幅広い物質を対象とするために複数の化合物を含む試料（以下、複合試料とする）を用いて解析を行った。牛乳、豆乳、漢方、果物ジュース、液体肥料、複合培地成分（Tryptic Soy brothなど）、フレッシュな野菜や果物の破砕液を解析対象として、機能既知の6つの化合物センサー多重破壊株の走化性を解析した結果、いずれの複合試料に対しても強い走化性応答が確認された。このことから、これら複合試料には機能未解明の14のセンサーのいずれかによって感知されるリガンド物質が含まれることが明らかとなった。この中で最も成分がシンプルと考えられた液体肥料について、含有成分を予想し解析を行ったところ、カルボン酸（クエン酸等）がMcp10のリガンドであることが明らかとなった。しかし、Mcp10によるカルボン酸走化性は非常に弱いものであり、当該液体肥料をHPLCに供した結果、カルボン酸は検出されなかった。このことから、Mcp10の真のリガンドは別に存在するものと考えられた。また、全く別の発見として、走化性測定を行う中でMcp09が試料を含まない対照実験において走化性を誘導することに気がついた。この現象から、試料の固定化に用いている“アガロース”に着目し、その加水分解物に含まれる何らかの成分がMcp09のリガンドであることを突き止めた。今後は、液体肥料およびアガロース加水分解物の成分を分析することで、Mcp10およびMcp09のリガンド特定を行う予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

R. solanacearumの走化性センサーについて、これまで機能の明らかになっていなかった２つのセンサーのリガンドがそれぞれ液体肥料およびアガロース加水分解物に含まれることを突き止めることができた。具体的なリガンド特定には至っていないが、今後成分の分画・分析を進めることで特定可能と考えられる。また、複合試料を用いたセンサー特性化は新しい試みであったが、ひとつの有効な手法として使用できることがわかったので、今後その他の複合試料についても同様に解析することで他のセンサー機能特性化も可能になると考えられるため。

Strategy for Future Research Activity

Mcp09とMcp10について、液体肥料およびアガロース加水分解物の成分を解析することで、その具体的なリガンド特定を試みる。また、他の複合試料を用いることで、その他のセンサー機能の特性化も行う。ある程度センサー機能がわかってきたら、22走化性センサーの発現についても解析し、どの走化性を“いつ”使っているのかについても明らかにしていきたい。