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膜小胞を細胞外に分泌高生産する新奇細菌における膜小胞形成機構の解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K19178
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分38:農芸化学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

栗原 達夫  京都大学, 化学研究所, 教授 (70243087)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード細胞外膜小胞 / タンパク質輸送 / タンパク質分泌 / 表層糖鎖 / 表層糖脂質 / 膜タンパク質
研究成果の概要

細胞外膜小胞高生産性細菌 Shewanella vesiculosa HM13 の膜小胞主要積荷タンパク質が、Ⅱ型タンパク質分泌装置に類似した装置によって細胞外に輸送され、膜小胞表層の多糖との相互作用によって膜小胞に積み込まれることを見いだした。また、膜小胞の主要なリポオリゴ糖の構造を明らかにした。さらに、膜小胞の生産制御に関与するセンサータンパク質ホモログを同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌が細胞外に分泌生産する膜小胞は、細菌間や細菌-宿主間のコミュニケーション、環境中の栄養素利用、病原性細菌の病原性発現などを担うことから、近年、大きな注目を集めている。本研究は、そのような膜小胞の生産機構の一端を明らかにした点で意義深い。また、膜小胞に任意のタンパク質を積み込むことで機能性膜小胞を作るための基盤となる知見を与えるものであり、応用面でも意義深い。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] University of Naples "Federico II"(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Naples “Federico II”(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Naples “Federico II”(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] NIBRT(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Identification of a Putative Sensor Protein Involved in Regulation of Vesicle Production by a Hypervesiculating Bacterium, Shewanella vesiculosa HM132021

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Yokoyama、Tomoya Imai、Wataru Aoki、Mitsuyoshi Ueda、Jun Kawamoto、Tatsuo Kurihara
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 12 ページ: 629023-629023

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.629023

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genetic characterization and functional implications of the gene cluster for selective protein transport to extracellular membrane vesicles of Shewanella vesiculosa HM132020

    • 著者名/発表者名
      Kouhei Kamasaka、Jun Kawamoto、Chen Chen、Fumiaki Yokoyama、Tomoya Imai、Takuya Ogawa、Tatsuo Kurihara
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: - 号: 2 ページ: 525-531

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.03.125

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed Structural Characterization of the Lipooligosaccharide from the Extracellular Membrane Vesicles of Shewanella vesiculosa HM132020

    • 著者名/発表者名
      Di Guida Rossella、Casillo Angela、Yokoyama Fumiaki、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo、Corsaro Maria Michela
    • 雑誌名

      Marine Drugs

      巻: 18 号: 5 ページ: 231-231

    • DOI

      10.3390/md18050231

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a Simple and Rapid Method for In Situ Vesicle Detection in Cultured Media2020

    • 著者名/発表者名
      Kawano Kenichi、Yokoyama Fumiaki、Kawamoto Jun、Ogawa Takuya、Kurihara Tatsuo、Futaki Shiroh
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology

      巻: 432 号: 22 ページ: 5876-5888

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2020.09.009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation of a novel bacterial strain capable of producing abundant extracellular membrane vesicles carrying a single major cargo protein and analysis of its transport mechanism2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Chen、Jun Kawamoto、Soichiro Kawai、Akihiro Tame、Chiaki Kato、Tomoya Imai、Tatsuo Kurihara
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 10 ページ: 3001-3001

    • DOI

      10.3389/fmicb.2019.03001

    • NAID

      120006796472

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a regulatable low-temperature protein expression system using the psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10, as the host2019

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Kawai、Jun Kawamoto、Takuya Ogawa、Tatsuo Kurihara
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 83 号: 11 ページ: 2153-2162

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1638754

    • NAID

      120006764462

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Elucidation of a Novel Lipooligosaccharide from the Cold-Adapted Bacterium OMVs Producer Shewanella sp. HM132019

    • 著者名/発表者名
      Casillo Angela、Di Guida Rossella、Carillo Sara、Chen Chen、Kamasaka Kouhei、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo、Corsaro Maria Michela
    • 雑誌名

      Marine Drugs

      巻: 17 号: 1 ページ: 34-34

    • DOI

      10.3390/md17010034

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 膜小胞高生産性細菌 Shewanella vesiculosa HM13 における細胞外膜小胞生産の分子基盤2021

    • 著者名/発表者名
      栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞外膜小胞へのタンパク質輸送における Wzx フリッパーゼホモログの機能2020

    • 著者名/発表者名
      釜阪紘平、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低温菌 Shewanella vesiculosa HM13 における膜小胞生産への膜リン脂質の関与2020

    • 著者名/発表者名
      中野咲梨、小川拓哉、川本純、栗原達夫
    • 学会等名
      第21回極限環境生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Shewanella vesiculosa HM13 の表層糖鎖合成酵素による細胞外膜小胞構造と積荷タンパク質輸送の制御2020

    • 著者名/発表者名
      都築大空、釡阪紘平、Liu Yuying、今井友也、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      第21回極限環境生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細菌の細胞外膜小胞へのタンパク質輸送機構2020

    • 著者名/発表者名
      栗原達夫
    • 学会等名
      令和2年度日本農芸化学会東北支部シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanistic analysis of protein transport to extracellular membrane vesicles of a hypervesiculating bacterial strain, Shewanella vesiculosa HM132020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kurihara
    • 学会等名
      ASEMV2020 (Annual meeting of the American Society for Exosomes and Microvesicles)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of vesiculation and biofilm dispersion of Shewanella vesiculosa HM13 in response to extracellular environment2020

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Yokoyama、Tomoya Imai、Jun Kawamoto、Takuya Ogawa、Tatsuo Kurihara
    • 学会等名
      3rd Bacterial Cell Biology Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 菌体外膜小胞へのタンパク質輸送における細胞表層構造制御タンパク質の機能2020

    • 著者名/発表者名
      釜阪紘平、陳晨、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌のセンサータンパク質によるベシクル生産とバイオフィルム分散の誘導2020

    • 著者名/発表者名
      横山文秋、今井友也、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 膜小胞高生産性細菌におけるタンパク質の膜小胞への輸送機構2020

    • 著者名/発表者名
      栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオフィルム分散に関与するセンサータンパク質のホモログを介した細菌ベシクル生産制御2019

    • 著者名/発表者名
      横山文秋、川本純、今井友也、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      第66回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Shewanella sp. HM13 における菌体外膜小胞を介したタンパク質分泌機構における細胞表層構造の働き2019

    • 著者名/発表者名
      釜阪紘平、Chen Chen、Liu Yuying、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      第66回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオフィルム分散関連タンパク質BdlAホモログの細菌ベシクル中からの同定2019

    • 著者名/発表者名
      横山文秋、川本純、小川拓哉、今井友也、栗原達夫
    • 学会等名
      第33回バイオフィルム学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌生体膜機能発現の分子基盤: 膜リン脂質・膜小胞研究の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      栗原達夫
    • 学会等名
      第33回ケミカルバイオロジー研究所セミナー/第105回生物科学フロンティアセミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細菌の菌体外膜小胞を介した選択的タンパク質分泌における細胞表層構造の役割2019

    • 著者名/発表者名
      釜阪紘平、Chen Chen、小川拓哉、川本純、栗原達夫
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌の細胞外膜小胞へのタンパク質積み込みにおける膜表層構造の機能2019

    • 著者名/発表者名
      釜阪紘平、陳晨、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      第20回極限環境生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温菌 Shewanella vesiculosa HM13 のセンサータンパク質によるベシクル生産およびバイオフィルム分散の制御2019

    • 著者名/発表者名
      横山文秋、今井友也、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      第20回極限環境生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Involvement of a putative LPS-biosynthesis enzyme in the vesicle-mediated protein secretion of Shewanella sp. HM132019

    • 著者名/発表者名
      Liu Yuing、Chen Chen、Kawamoto Jun、Ogawa Takuya、Kurihara Tatsuo
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Shewanella sp. HM13 の細胞外膜小胞への積荷輸送における膜表層構造の役割2019

    • 著者名/発表者名
      釜阪紘平、陳晨、榑林俊樹、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Secretory production of heterologous proteins as cargoes of membrane vesicles by using a cold-adapted bacterium, Shewanella sp. HM132019

    • 著者名/発表者名
      Chen Chen、Kawai Soichiro、Kwamoto Jun、Imai Tomoya、Kurihara Tatsuo
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞外環境に応答した推定センサータンパク質を介する細菌のベシクル生産制御2019

    • 著者名/発表者名
      横山文秋、川本純、陳晨、今井友也、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of a protein that presumably controls bacterial vesiculation in response to the extracellular environments2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Fumiaki、Kawamoto Jun、Chen Chen、Imai Tomoya、Kurihara Tatsuo
    • 学会等名
      8th Congress of the International Society for Extracellular Vesicles (ISEV2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extracellular membrane vesicles of Shewanella sp. HM13: analysis of their cargo loading mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Kurihara Tatsuo、Kawamoto Jun、Ogawa Takuya、Imai Tomoya、Chen Chen、Yokoyama Fumiaki、Kamasaka Kohei
    • 学会等名
      12th International Congress of Extremophiles
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Methyl-accepting chemotaxis protein is related to vesicle production in a poor nutrient environment2018

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Fumiaki、Kawamoto Jun、Chen Chen、Imai Tomoya、Kurihara Tatsuo
    • 学会等名
      12th International Congress of Extremophiles
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 貧栄養条件下における細菌細胞外ベシクル生産に関わるメチル受容走化性タンパク質ホモログの同定2018

    • 著者名/発表者名
      横山文秋、川本純、陳晨、今井友也、栗原達夫
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Heterologous protein secretion via membrane vesiculation by a cold-adapted bacterium, Shewanella sp. HM132018

    • 著者名/発表者名
      陳晨、河合総一郎、川本純、今井友也、栗原達夫
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Shewanella sp. HM13 の膜小胞を介した選択的タンパク質分泌関連遺伝子の生理機能解明2018

    • 著者名/発表者名
      釜阪紘平、陳晨、横山文秋、今井友也、川本純、栗原達夫
    • 学会等名
      第19回極限環境生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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