研究課題
基盤研究(B)
スペルミジンやスペルミンに代表されるポリアミンは、複数のアミノ基をもつ脂肪族炭化水素の塩基性分子である。中でも分岐鎖ポリアミンは、高温で生育する超好熱菌特有の分子である。本研究では、分岐鎖ポリアミンによって、遺伝子の発現が支配される被制御遺伝子の探索を行い、制御因子としての分岐鎖ポリアミンの可能性を調べ、作用機序の解明を目指す。また、分岐鎖ポリアミンのアセチル化を触媒する酵素についても探索も行い、アセチル体の細胞内での機能を考える。分岐鎖ポリアミン、及びそのアセチル体が、DNA構造へ与える影響を分光学的手法により検証し、超好熱菌の分岐鎖ポリアミンが司る生命ダイナミクスについて考察する。
超好熱菌は分岐鎖ポリアミン（Branched chain polyamine: BCPA）を有する。細胞内ではBCPAは染色体DNAと細胞膜画分に存在し、特に定常期細胞で著量認められた。BCPAを合成できない超好熱菌変異株では、冷却ストレスの繰り返しで死滅したことから、環境中では、生存への関与が指摘された。また変異株ではヒドロゲナーゼ遺伝子をはじめいくつかの遺伝子で発現が抑制され、その制御は転写後に行われていることが示された。またBCPAの物性に注目し、固定化ビーズを作成したところ、BCPA磁気ビーズは効率的に核酸を回収した。またBCPA固定化金粒子はグラム陽性菌に顕著な抗菌性を示した。
超好熱菌は、生命の起源に最も近い現存生物と考えられている。超好熱菌のみが有する分岐鎖ポリアミンの機能解明は、生命誕生の仕組みを考える上でも意義深い。本研究はThermococcus kodakarensisを用い、分岐鎖ポリアミンを合成できない変異株を構築し、野生株と比較することで、本分子が温度変化の激しい環境で生き残るために必須の成分であることを明らかにした。また、分岐鎖ポリアミンは、核酸への親和性が高く、その固定化磁気ビーズは核酸回収に利用でき、グラム陽性菌に抗菌性を示すとともに枯草菌胞子の発芽も抑制した。極度な塩基性と特殊な構造を持つ分岐鎖ポリアミンには様々な利用性があることが示された。
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)
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