2022 Fiscal Year Annual Research Report
生物種を超えたシグナリングに応答するAHL受容体の蛍光標識法の開発
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21K14765
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
奈須野 恵理 宇都宮大学, 工学部, 助教 (80709329)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | クオラムセンシング / 蛍光プローブ / 細胞間情報伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌の細胞間情報伝達機構の1つであるクオラムセンシング(QS)機構は、一部の植物病原菌において病原性因子の生産制御に関与している。また、植物が生産するQSシグナル類似物質に応答する細菌も存在し、生物種を超えた細菌－植物間のシグナリングも報告されている。QS機構の解明と制御は化学農薬に頼らない持続可能な農業の実現に重要であることから、本研究ではグラム陰性細菌の代表的なQSシグナルであるNアシルホモセリンラクトン(AHL)に着目した。AHL受容体を保有する細菌のみを網羅的に蛍光標識するプローブの開発を目指し、AHL骨格をベースにアシル鎖末端に環境応答性の4-nitrobenzo-2-oxa1,3-diazole (O-NBD)基を導入したアシル鎖長がC6～C12のプローブ分子をシリーズ合成した。
最終年度では、ヒスチジンタグを融合発現したモデルAHL受容体(His-LuxR)水溶液に、合成したそれぞれの蛍光プローブ分子を添加してin vitroおよびin vivo条件における蛍光標識活性を評価した。その結果、in vitroだけでなくin vivoにおいても蛍光プローブでHis-LuxRを蛍光標識可能であり、アシル鎖長がC12で蛍光量が最大となった。これは、受容体のリガンド結合ポケット近傍に位置するリシン残基とプローブのO-NBD基が最近接する最適なアシル鎖長がC12である可能性を示唆している。
本研究で設計・合成した蛍光性リガンドは細胞内の受容体を標識可能であった。今後は受容体に対する標識特異性がより高い反応条件やプローブ構造をさらに検討し、植物が保有するAHL受容体様タンパク質や未知細菌のAHL受容体を標的とした機能解析への応用が期待される。
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