2023 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular interactome on the regulation of lanthanide-dependent methylotrophy
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21H02105
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
谷 明生 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00335621)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Methylobacterium / lanthanide |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Methylobacterium属細菌は植物葉上の主要な共生細菌で、植物が放出するメタノールをメタノール脱水素酵素(MDH)で酸化して利用する。MDHにはCa依存のMxaFとランタノイド(Ln)依存のXoxFの二種類が存在する。XoxFはLn存在下でのみ発現し活性化する、生物学上初めて見つかったLn依存酵素である。本研究ではLnの細胞内への取り込みからメタノール代謝系の遺伝子発現に至る過程について、制御系の構成分子間の相互作用に注目して解析し、メタノール代謝系のLnによる制御分子機構を明らかにすることを目的としている。ペリプラズム内でランタノイドを結合して構造変化するランモジュリンタンパク質(LanM)について、生化学的解析により、LanMは細胞内へのLn取り込みと排出に関わるが直接MDHの発現制御には関わっていないことが分かった。∆xoxF株はmxaFの発現が起こらないが、生育を回復した変異株のゲノム解析によりMxbDMという二成分制御系に変異が起こることを見いだした。∆mxbDMではmxaFのプロモーターに変異が起こる。これらのことからMxbDのリガンドはXoxFであり、MxbMがmxaFの制御に関わることを見いだした。さらに本属細菌全ての種のゲノム解析を行い、本属細菌が4つのクレードに分かれること、メタノール代謝や窒素代謝に関与する遺伝子の有無に大きな違いがあることを見いだした。また本属細菌がメタノールに走化性を示すことを見いだし、そのセンサーを3つ同定した。これらはメタノールを直接認識するのではなく、Lnの有無に応じた代謝反応をモニターするものと産物であるホルムアルデヒドを感知するものがあることを見いだした。また本属細菌が合成するシデロフォアの一つはLnを可溶化すること、それに特異的な取り込み機構があることも見いだした。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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