接着ナノファイバー蛋白質のグラム陰性菌外膜における再構成法の確立

• 研究課題/領域番号: 17K14868
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 石川 聖人 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70750602)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: ナノファイバー / 接着蛋白質 / 固定化微生物 / 外膜蛋白質 / Acinetobacter / 微生物 / ナノファイバー蛋白質 / アドヘシン / オートトランスポーター / 蛋白質 / バイオテクノロジー

研究成果の概要

本研究では、Acinetobacter sp. Tol 5の接着ナノファイバー蛋白質AtaAをあらゆるグラム陰性菌に生やす方法論の確立を目指した。AtaA分泌関連因子を明らかにするために、ランダム変異誘発によるAtaAファイバー不毛変異株の取得、AtaAファイバー発毛細菌と不毛細菌の分類とこれらのゲノム比較を実施した。研究期間内では目標としていたAtaA分泌関与蛋白質の特定には至らなかったが、変異株ライブラリーの構築、ゲノム比較による候補遺伝子の絞り込みはできたので、引き続き検討すれば達成できると考える。また、当初は想定していなかった事項がAtaAを生やすのに重要であることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究代表者らが発見した「何にでもくっつくことのできる微生物の毛」は工学的利用価値が高い。例えば、我々にとって有用な微生物に“毛”を自在に生やし、任意の場所にひっつけることができれば、微生物を使ったものづくりの効率化が期待できる。本研究は、あらゆる菌に“毛”を生やすための方法論の構築に取り組んだ。研究期間内ではあらゆる菌に対して“毛”を生やすためのルールを見出すことはできなかったが、考慮すべき項目が明らかとなった。また、実験に使用したある種の菌には必ず“毛”を生やすことができるとわかった。この菌種には有用なものも多く含まれているので、より良いものづくりが可能となるかもしれない。

研究成果

• [国際共同研究] Goethe University/BIK-F/Max Planck Institute(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Oslo(ノルウェー)
• [雑誌論文] The Acinetobacter trimeric autotransporter adhesin Ata controls key virulence traits of Acinetobacter baumannii (2019)
  • 著者名/発表者名: Marko Weidensdorfer, Masahito Ishikawa, Katsutoshi Hori, Dirk Linke, Bardya Djahanschiri, Ruben Iruegas, Ingo Ebersberger, Sara Riedel-Christ, Giulia Enders, Laura Leukert, Peter Kraiczy, Florian Rothweiler, Jindrich Cinatl, Jürgen Berger, Katharina Hipp, Volkhard AJ Kempf, Stephan Göttig
  • 雑誌名: Virulence 巻: 10 号: 1 ページ: 68-81
  • DOI: 10.1080/21505594.2018.1558693
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 接着ナノファイバー蛋白質AtaAの利用と分泌機構の理解 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石川聖人、堀克敏
  • 学会等名: 化学工学会 第50回秋季大会鹿児島大学
  • 招待講演
• [学会発表] 微生物触媒の固定化を目指したナノファイバー蛋白質AtaAの小型化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 青木壮太, 吉本将悟, 石川聖人, 堀克敏
  • 学会等名: 第69回 日本生物工学会大会
• [学会発表] ホモ三量体ファイバータンパク質AtaAの菌体外分泌生産の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 唐鎌智也,石川聖人,吉本将悟,堀克敏
  • 学会等名: 第69回 日本生物工学会大会