2014 Fiscal Year Annual Research Report
ケイ素を蓄積する新規土壌細菌の分子メカニズムの解析とケイ素循環における役割の解明
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25712009
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
池田 丈 広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (10505754)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 細菌 / 胞子 / ケイ素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでに土壌細菌Bacillus cereusとその近縁種が胞子形成時にケイ酸を取り込み、生体内で重合反応を起こしてシリカを形成・蓄積する事を発見した。シリカが蓄積される胞子膜は多数のタンパク質で構成される膜であることから、シリカの蓄積(ケイ酸の重合によるシリカ形成)にはタンパク質が関与していると考えられた。
平成25年度の研究においてシリカ形成・蓄積メカニズムの解析を行い、胞子タンパク質のひとつであるCotB1がシリカ蓄積に必須であり、特にそのC末端領域が重要であることが明らかとなった。当初の計画では、シリカ蓄積に関わる遺伝子をプローブとして、環境中のシリカ蓄積菌の存在量ならびに群集構造を解析する予定であったが、本タンパク質のホモログは非シリカ蓄積細菌を含む多くのBacillus属細菌に共通して存在しているため、シリカ蓄積細菌特異的なプローブとして利用できないことが分かった。そのため、別のシリカ蓄積細菌特異的タンパク質の同定を進める必要があった。ケイ酸の取り込みは胞子形成期に起こることから、母細胞中へのケイ酸取り込みに関与するトランスポーターの存在が強く示唆されており、本年度はその探索を行った。真核生物由来の既知のケイ酸トランスポーターのアミノ酸配列を基に、候補となるトランスポーター様遺伝子を絞り込み、複数の候補遺伝子の破壊株を作製した。その結果、ケイ酸取り込み量が顕著に低下する株が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
B. cereusの胞子タンパク質のひとつであるCotB1のC末端領域がシリカ蓄積に関与していることを明らかにしたが、本タンパク質のホモログは非シリカ蓄積細菌を含む多くのBacillus属細菌に共通して存在しているため、シリカ蓄積細菌特異的なプローブとして利用できないことが分かった。その他のシリカ蓄積細菌特異的なタンパク質の同定を進める必要があるため、当初の計画よりも若干の遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究において得られたケイ酸トランスポーター候補遺伝子の破壊株について詳細な解析を行い、ケイ酸トランスポーターの同定を行う。得られた遺伝子をプローブとして、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)を行い、土壌サンプル中におけるシリカ蓄積細菌の存在量および群衆構造を解析する。
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[Presentation] Silica-based affinity purification using silica-binding tags2015
Author(s)
Mohamed A. A. Abdelhamid, Kei Motomura, Takeshi Ikeda, Takenori Ishida, Ryuichi Hirota, Akio Kuroda
Organizer
Cambridge Healthtech Institute's 14th Annual PepTalk: The Protein Science Week (PepTalk 2015)
Place of Presentation
Town and Cuntry Resort & Convention Center, San Diego, CA, USA
Year and Date
2015-01-19 – 2015-01-23
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