2012 Fiscal Year Research-status Report
電気生理の手法を用いた微生物のイオン排出システムの解析と新規排出システムの創製
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24580124
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
川崎 寿 東京電機大学, 工学部, 教授 (90349788)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 応用微生物 / 発酵 / 電気生理 / 排出 / チャネル |
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| Research Abstract |
独自に開発した微生物パッチクランプシステムを活用して、Corynebacterium glutamicum由来NCgl1221チャネルの解析を行った。NCgl1221チャネル遺伝子を全てのメカノセンシティブ遺伝子を破壊したBacillus subtilisのamyE領域に当該遺伝子領域を挿入し、得られた株より調製した巨大液胞様構造体を用いて解析を行った。当該チャネルはこれまでに我々が明らかにしているグルタミン酸に加え、アスパラギン酸も濃度勾配以外のエネルギーを必要とせずに輸送することを明らかにした。
C. glutamicum NCgl1221チャネルは、E. coliなどのものと比べるとN末側の約半分は相同であるが、C末側は独特の領域を有する。このC末領域の機能を探る目的で、C末端領域を切り縮めた変異型NCgl1221チャネルについてパッチクランプ法による解析を行った。変異型チャネル遺伝子は東工大の和地先生らによって作製されたものを用いた。C末端領域を切り縮めた変異型NCgl1221チャネルも膜張力依存的に開孔すること、開孔に必要な膜張力は野生型のものに比べ低いこと、グルタミン酸を濃度勾配以外のエネルギーを必要とせずに輸送することを明らかにした。
上記のように、C. glutamicum NCgl1221チャネルはグルタミン酸の他アスパラギン酸も輸送する活性を持つことから、他の有用物質の輸送担体としても機能する可能性が考えられた。そこで、C. glutamicumのグルタミン酸生産を誘導する変異を有する変異型NCgl1221遺伝子を代謝工学的手法により育種されたE. coliフェニルアラニン生産菌にプラスミドで導入したところ、生育とフェニルアラニン生産量が顕著に向上した。このことから、当該輸送系の更なる応用展開が期待できる。
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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
独自に開発した微生物パッチクランプシステムを活用して微生物のイオン排出系を解析し、その結果を基に応用展開を行うことを本研究の第一の目的としているが、Corynebacterium glutamicumのグルタミン酸生産に関与するNCgl1221チャネルを解析し、その特性を明らかにすると共に、当該チャネル遺伝子をE. coli フェニルアラニン生産菌に導入し生産量の顕著な向上を見出すなど、おおむね計画通りに進展していると判断できる結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記のように、現在までのところほぼ順調に進展してしていることから、今後についても、これまでの研究実施計画に沿って研究を推進していく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
収支状況報告書の次年度使用額は0円ではないが、この金額は622円である。これは、基金化して繰り越せることから、0円とするために必要性の低いものを購入することを控えたためであり、予定通り研究推進に必要な試薬等の物品を購入に充ててきた。
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