2022 Fiscal Year Annual Research Report
腸内細菌による超硫黄分子産生機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Life Science Innovation Driven by Supersulfide Biology |
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| Project/Area Number |
22H05576
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
秋山 雅博 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 特任講師 (60754570)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Keywords | 腸内細菌 / 超硫黄分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、まず最初に高超硫黄分子産生能を有する腸内細菌を数種類選定し、そのゲノム解析を行い産生酵素の同定を試みた。高超硫黄分子産生菌としてRuminococcaceae科やLachinospiraceae科に属するA. colihominis、C. bolteae、D. longicatenaを選定した。次に上記３種類の腸内細菌のゲノムをターゲットに解析を行った。各腸内細菌のゲノム情報を得るために、嫌気培養により増殖させたA. colihominis、C. bolteae、D. longicatenaの菌体からDNAを抽出し、Illumina NovaSeq 6000を用いてWhole Genome Sequencingを実施した。 また、上記の腸内細菌は超硫黄分子を産生する酵素反応には、ピリドキサールリン酸（PLP）の結合が必要であることが、PLP依存的な酵素反応を阻害するアミノオキシヘミ酢酸塩（AOAA）添加実験により確認されているため、PLP結合サイトを持つ可能性のある遺伝子群をターゲットにして、超硫黄分子産生酵素遺伝子の絞り込みを実施した。DFAST, KEGG (GhostKOALA) に基づく遺伝子アノテーションを行った結果、3株とも宿主の超硫黄分子産生酵素であるCSE,CBSとされる遺伝子は有していなかった。一方で、cystathionine beta-lyaseに分類された遺伝子を多く有していた。
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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
計画通りに、超硫黄分子高産生菌のWhole Genome Sequencingを実施し、超硫黄分子産生酵素の候補遺伝子を同定した。一方で、同定できた候補遺伝子の数は多くはなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は同定された候補遺伝子を大腸菌を用いたタンパク質発現系を用いて、候補タンパク質を精製し、超硫黄分子産生活性を評価する。また、低産生菌に対して超硫黄分子産性能が向上するような環境刺激を探索する。その後の環境刺激により超硫黄分子産生能が向上した腸内細菌において、増加したタンパク質やmRNAをプロテオーム解析とRNAseqを用い明らかにする。2022年度に明らかにした超硫黄分子高産生菌のゲノム 情報と合わせて、腸内細菌の超硫黄分子産生酵素遺伝子の同定を試みる。
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