2023 Fiscal Year Research-status Report
希少放線菌が形成する休眠胞子の覚醒メカニズムの解明
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23K04985
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
手塚 武揚 北里大学, 感染制御科学府, 特任助教 (80646414)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 希少放線菌 / 胞子嚢 / 胞子 / 休眠 / 覚醒 / シグマ因子 / 二成分制御系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画は希少放線菌Actinoplanes missouriensisが形成する胞子嚢を材料として、休眠細胞である胞子が外部環境の変化を感知して覚醒し、発芽に至る分子機構の解明を目的としている。具体的な研究課題として、(1) 胞子の休眠と覚醒を制御するシグマ/アンチシグマ制御系におけるシグマ因子の活性調節機構の解明、(2) シグマ因子の制御下で胞子の覚醒を抑制する二成分制御系の応答制御因子の標的因子の同定、(3) 胞子の覚醒時に当該応答制御因子の活性が抑制される分子機構の解明、の３点に焦点を当てている。(1) については、シグマ因子-アンチシグマ因子間においてリン酸化を介した相互作用の調節機構が報告されていることから、in silico解析によりアンチシグマ因子においてリン酸化修飾を受けると予想されるSer残基を推測し、変異導入による表現型への影響を解析したが、休眠胞子の覚醒に変化は見られなかった。(2) については、二成分制御系遺伝子の過剰発現株において休眠胞子の覚醒が顕著に抑制されることから、この過剰発現株を親株とするスクリーニングにより、休眠胞子が正常に覚醒する変異株の取得を行った。得られた変異株のゲノム解析を行って変異点を同定しており、今後、胞子の覚醒に寄与する変異が生じた遺伝子の特定を進める。(3) については、HiBiTタグを付加した応答制御因子生産株を作製し、本タグを利用して休眠胞子の覚醒前後における応答制御因子のタンパク質を解析したが、有意なタンパク質量の変化は観察されなかったことから、応答制御因子が分解されることで活性が抑制されるのではないことが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究課題 (1) と (3) については解析を進めたものの、解析対象とするタンパク質の活性制御機構の解明には至っていない。一方で、研究課題 (2) については休眠胞子が正常に覚醒する変異株を複数取得し、それらの変異株のゲノム解析を完了したため、全体として本研究課題はおおむね順調に進捗していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究課題 (1) については、アンチシグマ因子の活性がリン酸化修飾により制御されていると予想したが、これを支持する実験結果は得られなかったため、今後はタンパク質分解による制御が存在する可能性を検討する。研究課題 (2) については、取得した変異株で同定された変異点の解析を進め、休眠胞子の覚醒に関与する遺伝子の同定と機能解析を進める。研究課題 (3) については、タンパク質分解による制御機構を支持する実験結果は得られなかったため、今後はリン酸化等の翻訳後修飾による応答制御因子の活性調節機構が存在するか、検討を行う。
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| Causes of Carryover |
今年度実施予定であったプロテオーム解析について、研究の進捗が翌年度にずれこんだため、今年度は解析費用を支出しなかった。本解析については、翌年度に実施を計画しており、研究計画全体の使用計画に変更は生じていない。
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