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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Design of functional bacterionanofibers and creation of fiber-coated microorganisms

Research Project

Project/Area Number 26289313
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

堀 克敏  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50302956)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsナノファイバー / 微生物 / 膜タンパク質
Outline of Annual Research Achievements

TAAのホモ三量体については、前年度に、一つの細胞から二種類のホモ三量体ファイバーのTAAを形成できたらしいことを、各ファイバーに特異的な抗体プローブを用いたCLSMとFACS、および接着性より確認した。しかし、実際に細胞表面に形成されたTAAファイバーがホモ三量体のみなのかどうかについて、直接的な証拠を示すことはできなかった。三量体として約1000kDaのAtaAの分離精製と解析は困難であったが、本研究で、ブルーネイティブPAGEにより解析法を確立した。二種類のTAAのベータバレルに異なるパッセンジャードメイン(PSD)を繋ぐことで、二種類のホモ三量体TAAだけを細胞から生やすことができることがわかった。他方、二種類の異なるPSDを一種類のTAAのベータバレルに繋いだ二種類のTAAの遺伝子を導入した場合は、ホモとヘテロの三量体が混在した。
次に、ヘテロ三量体のTAAのみだけを生やすことに挑戦した。我々が明らかにしたAtaAを含め、これまでに明らかになっている三種類のTAAのベータバレルの構造をもとに、これらがヘテロ三量体を形成する手法を検討した。しかし、ヘテロポリペプチドから成るベータバレルを形成させることはできなかった。三量体の形成は、同じポリペプチド鎖間でないと形成されないように細胞内で厳密に制御されているか、ヘテロ三量体が形成されると直ちに細胞内で分解されてしまう可能性がある。
AtaAにスナップタグを融合し細胞表層上に提示することには、前年度成功していた。しかし、スナップ蛍光基質を反応させたところ、蛍光は細胞上に偏在していることがわかった。これは、正しい構造をとって機能を発現している融合体の偏在を意味している。AtaAとスナップタグを繋ぐリンカーの長さや固さを検討した結果、細胞表層に一様に機能を発現する融合体を生やすことに成功した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] マックスプランク研究所(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      マックスプランク研究所
  • [Int'l Joint Research] オスロ大学(ノルウェー)

    • Country Name
      NORWAY
    • Counterpart Institution
      オスロ大学
    • # of Other Institutions
      2
  • [Journal Article] Cell surface protein engineering for high-performance whole-cell catalysts2017

    • Author(s)
      H. Nakatani and K. Hori
    • Journal Title

      Front. Chem. Sci. Eng.

      Volume: 11 Pages: 46-57

    • DOI

      10.1007/s11705-017-1609-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] バイオフィルム・微生物付着の工学利用2017

    • Author(s)
      堀 克敏
    • Journal Title

      膜

      Volume: 42 Pages: 54-59

  • [Journal Article] An Acinetobacter trimeric autotranspoter adhesin reaped from cells exhibits its nonspecific stickiness via a highly stable 3D strucuture2016

    • Author(s)
      S. Yoshimoto, H. Nakatani, K.Iwasaki and K.Hori
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 28020

    • DOI

      10.1038/srep28020

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 細胞表層タンパク質の合成生物学2016

    • Author(s)
      石川聖人、堀 克敏
    • Journal Title

      生物工学会誌

      Volume: 94 Pages: 701-703

  • [Journal Article] 細菌接着タンパク質AtaA分子の特性と応用2016

    • Author(s)
      堀 克敏
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: 74 Pages: 417-419

  • [Journal Article] Secretion of the Intimin Passenger Domain Is Driven by Protein Folding2016

    • Author(s)
      J. C. Leo, P. Oberhettinger, S. Yoshimoto, D. B. R. K. G. Udatha, J. P. Morth, M. Schutz, K. Hori, and D. Linke
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 291 Pages: 20096-20112

    • DOI

      10.1074/jbc.M116.731497

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 細菌の持つ接着ナノファイバータンパク質AtaA2016

    • Author(s)
      堀 克敏
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: 74 Pages: 380-381

  • [Presentation] AtaA, a new trimeric autotransporter adhesin mediating strong and nonspecific adhesion of bacterial cells2017

    • Author(s)
      K. Hori
    • Organizer
      第90回日本細菌学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2017-03-19 – 2017-03-21
    • Invited
  • [Presentation] Innovation of bioprocess through the bacterionanofiber AtaA2017

    • Author(s)
      K .Hori
    • Organizer
      2nd Korea-Japan Smart Biodesign Workshop
    • Place of Presentation
      Sendai
    • Year and Date
      2017-02-03 – 2017-02-04
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Innovation of bioprocess through the bacterionanofiber AtaA2016

    • Author(s)
      K. Hori
    • Organizer
      i-BioP2016
    • Place of Presentation
      Busan, Corea
    • Year and Date
      2016-12-16 – 2016-12-18
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 微生物細胞やバクテリオナノファイバーの表面化学2016

    • Author(s)
      堀 克敏
    • Organizer
      真空・表面科学合同講演会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2016-12-01
    • Invited
  • [Presentation] The Contribution of translocation domain in the assembly of trimeric autotransporter adhesins2016

    • Author(s)
      J. Kanie, Y. Ohara, H. Nakatani, K. Hori
    • Organizer
      1st Zing Protein Secretion in Bacteria Conference
    • Place of Presentation
      Tampa, Florida, USA
    • Year and Date
      2016-11-09 – 2016-11-12
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グラム陰性菌由来のファイバータンパク質による微生物の固定化と表層提示技術の統合2016

    • Author(s)
      中谷肇、小原優季、堀 克敏
    • Organizer
      第68回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2016-09-28 – 2016-09-30

URL: 

Published: 2021-01-27  

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