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2009 Fiscal Year Annual Research Report

高度好熱菌のシリカ誘導性タンパク質の発現機構の解明と異種タンパク質生産への応用

Research Project

Project/Area Number 21580097
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

土居 克実  九州大学, 大学院・農学研究院, 講師 (40253520)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田代 康介  九州大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (00192170)
KeywordsThermus / シリカ / ABCトランスポーター / 大量発現系 / マイクロアレイ / 生存戦略 / 薬剤耐性
Research Abstract

Thermus属がシリカ沈殿を形成する生理学的な意義を理解するために、様々な抗生物質とシリカを共存させた系においての菌の挙動について検討を行った。バイオシリカの生理学的意義に関しては、シリカに包埋されることによるUV耐性の向上が報告されているが、それ以外に関する報告はない。本研究では、膜の構造を破壊するコリスチン、ポリミキシンなどの抗生物質に対して、シリカ添加時の菌の増殖が増大する結果が得られ、菌によって形成が促進されたバイオシリカが細胞膜の保護に機能していることが示唆された。本条件下では、ゲノム上のいかなる薬剤耐性遺伝子も転写増大しておらず、この抗生物質耐性獲得の要因がバイオシリカ形成によるものであることが示された。
また、シリカ刺激によって発現量が著量増加したsipは鉄結合性ABCトランスポーターのsolute-binding proteinと高い相同性が示されたが、鉄結合性ABCトランスポーターは、近接した遺伝子上にコードされたsolute-binding protein、permiase、ATPaseから構成され、一般に病原菌の宿主への感染、病原性の発露時や菌体の鉄欠乏状態時に鉄取り込みに機能するとされるが、シリカとの関連性は報告されていないため、sipの発現機構を解明した。まず、転写開始点をプライマー伸長法及び5'-RACE法にて決定し、プロモーター部位を推定した。次に、過飽和シリカ添加培地および鉄除去培地中でそれぞれ培養した菌体からmRNAを精製し、ノーザンハイブリダイゼーション及びqRT-PCRを行ったところ、sipはモノシストロニックに転写され、過飽和シリカおよび鉄飢餓刺激の両条件で著しい転写誘導が認められた。このことから、sipの発現は、溶在するコロイド状シリカ表面に鉄イオンが吸着して生じる鉄欠乏を端緒とすることが示唆された。

  • Research Products

    (12 results)

All 2010 2009

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Stimulation of Expression of a Silica-Induced Protein (Sip) in Thermus thermophilus by Supersaturated Silicic Acid2009

    • Author(s)
      K.Doi, Y.Fujino, F.Inagaki, R.Kawatsu, M.Tahara, T.Ohshima, Y.Okaue, T.Yokoyama, S.Iwai, S.Ogata
    • Journal Title

      Applied Environmental Microbiology

      Volume: 75 Pages: 2406-2413

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adhesion of Escherichia coli onto quartz, hematite and corundum : Extended DLVO theory and flotation behavior.2009

    • Author(s)
      M.Farahat, T.Hirajima, K.Sasaki, K.Doi
    • Journal Title

      Colloids Surf B Biointerfaces

      Volume: 74 Pages: 140-149

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pediococcus lolii sp.nov., isolated from ryegrass silage2009

    • Author(s)
      K.Doi, Y.Nishizaki, Y.Fujino, T.Ohshima, S.Ohmomo, S.Ogata
    • Journal Title

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol.

      Volume: 59 Pages: 1007-1010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sulfolobus tokodaii ST0053 produces a novel thermostable, NAD-dependent medium-chain alcohol dehydrogenase2009

    • Author(s)
      H.Yanai, K.Doi, T.Ohshima
    • Journal Title

      Appl.Environ.Microbiol.

      Volume: 75 Pages: 1758-1763

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ウシ血清アルブミン中の結合態D-Asp残基の存在2010

    • Author(s)
      大森勇門、牟田口祐太、土居克実、大島敏久
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学教養学部駒場キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] 好熱菌由来のインジゴ還元酵素の機能解析2010

    • Author(s)
      江藤俊介、城下真史、土居克実、大島敏久
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学教養学部駒場キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] 超好熱性アーキアPyrobaculum calidifontis由来色素依存性L-プロリン脱水素酵素(L-ProDH)の機能解析2010

    • Author(s)
      張小冬、原佑介、里村武範、土居克実、桜庭春彦、大島敏久
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学教養学部駒場キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] 分子系統解析に基づく新規サイレージ乳酸菌の分離・同定2010

    • Author(s)
      土居克実、ONG Thi Anh Phuong、藤野泰寛、大島敏久、大桃定洋、緒方靖哉
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学教養学部駒場キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] 食酢のD-アミノ酸分析とその生産への乳酸発酵の関与2010

    • Author(s)
      牟田口祐太、大森勇門、赤野裕文、土居克実、大島敏久
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学教養学部駒場キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] Thermus thermophilus HB8のシリカ誘導性タンパク質の発現機構解析2009

    • Author(s)
      藤野泰寛, 大島敏久, 緒方靖哉, 土居克実
    • Organizer
      日本生物工学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Presentation] 新規色素依存性L-グルタミン酸脱水素酵素の機能解析2009

    • Author(s)
      今田智子, 中野誠子, 土居克実, 大島敏久
    • Organizer
      日本生物工学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Book] メタルバイオテクノロジーによる環境保全と資源回収2009

    • Author(s)
      土居克実(吉田和哉, 池道彦, 植田充美監修)
    • Total Pages
      291
    • Publisher
      シーエムシー出版

URL: 

Published: 2012-07-19  

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