2021 Fiscal Year Annual Research Report
Correlational analysis of the glycometabolism and functionalities of probiotic lactic acid bacteria.
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20K22573
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
須志田 浩稔 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, 研究員 (10885510)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | 乳酸菌 / プロバイオティクス / バイオインフォマティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では乳酸菌のプロバイオティクス機能の主要因となる腸管粘膜への定着性に焦点を当て、これに関与するムチン結合性タンパク質、およびその生産に影響を与える糖代謝経路を同定し、成果情報を統合した乳酸菌迅速選抜法の構築を目指す。
本年度は乳酸菌選抜マーカーの決定に向け、炭素源依存的なムチン付着性を示すプロバイオティクス候補乳酸菌Lactococcus cremoris 7-1株の網羅的な遺伝子発現解析を実施した。
解析に先立ち、昨年度解読を行った7-1株の全ゲノム情報をDDBJへ登録、公開した。発現解析では、glucose、lactose、fructose、galactose、xyloseを個別に添加したcarbon-source free MRS液体培地で7-1株を培養し、DNBSEQG400RSによるRNA-seqと発現変動遺伝子(DEG)を解析した。同時に、全タンパク質を対象としたTMHMM解析により膜タンパク質を推定した。
7-1株が染色体ゲノムおよび2つのプラスミド上にコードする2805遺伝子中146遺伝子がDEGとして検出され、炭素源別の発現量とムチン付着性に正の相関が観察されたのは28遺伝子であった。7-1株は既知のムチン付着性因子であるEF-TuとGAPDHを保持しているものの、これらはDEGとして検出されず、異なるムチン付着性因子の存在が示唆された。上記28のDEGsのうち10遺伝子が膜タンパク質をコードすると予想され、糖の取り込みに関与するATP-binding cassette transporterが複数同定された。また、機能未知ではあるものの複数のDEGがsugar phosphotransferase system (PTS)の近傍に存在しており、PTSを介した制御が糖依存的なムチン付着性に関与する可能性も示唆された。
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