バクテリアの細胞形態の分子制御メカニズム

• 研究課題/領域番号: 22370067
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 仁木 宏典 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 教授 (70208122)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2012年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2011年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2010年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 桿菌 / 球菌 / 細胞壁 / ペプチドグリカン / 細胞骨格 / アクチン / 形態形成 / 抗生物質 / 細胞幅

研究概要

桿菌から球菌へと形態の変化したrodZ 変異株から、桿菌に復帰した変異体を分離し、その原因遺伝子の抑制変異部位を決定した。抑制変異は、mreB 遺伝子、mrdA 遺伝子、mrdB 遺伝子に生じていた。これらはバクテリアの伸長に必要な遺伝子である。抑圧変異株のうち20 株はmreB 遺伝子に変異が起っていた。これら変異により、MreB タンパク質は性質を変え、RodZタンパク質がなくても伸長できるようになったと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Mutations in cell elongation genes mreB, mrdA and mrdB suppress the shape defect of RodZ-deficient cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, D., Toyoda, A., Aizu, T., Ejima,F., Fujiyama, A., Shini, T., Kohara, Y., &Niki, H.
  • 雑誌名: Mol Microbiol 巻: 87 ページ: 1029-1044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in cell elongation genes mreB, mrdA and mrdB suppress the shape defect of RodZ-deficient cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, D
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 巻: 87 号: 5 ページ: 1029-1044
  • DOI: 10.1111/mmi.12148
  • 査読あり
• [雑誌論文] 球菌から菌糸まで、桿菌 の細胞の形態を決める因子たち。 (2012)
  • 著者名/発表者名: 仁木 宏典
  • 雑誌名: 化学療法の領域 巻: 22巻5号 ページ: 840-847
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unbalanced charge distribution as a determinant for dependence of a subset of Escherichia coli membrane proteins on the membrane insertase YidC (2011)
  • 著者名/発表者名: Gray, A.N., Henderson-Frost, J.M., Boyd, D., Shirafi, S., Niki, H., & Goldberg, M.B
  • 雑誌名: mBio 2 巻: e00238-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mutation of ispA that is involved in isoprenoid biogenesis can improve slow growth of Escherichia coli at low temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, D.,& Niki, H
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 55 ページ: 885-888
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of bacteriophage P1 infection by cryo-electron tomography of tiny Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Liu, J., Chen, C.Y., Shiomi, D., Niki, H., & Margolin, W
  • 雑誌名: Virology 巻: 417 ページ: 304-344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Escherichia coli ZapC (YcbW) as a component of the division apparatus that binds & bundles FtsZ polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: Hale, C.A., Shiomi, D., Liu, B., Bernhardt, T.G., argolin, W., Niki, H., & de Boer, PA
  • 雑誌名: J Bacteriol 巻: 193 ページ: 1393-1404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of bacteriophage P1 infection by cryo-electron tomography of tiny Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Liu, J., Chen, CY., Shiomi, D., Niki, H., Margolin, W.
  • 雑誌名: Virology 巻: 417 ページ: 304-311
  • 査読あり
• [学会発表] 大腸菌形態制御因子RodZ の分裂面への局在とその意義 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔, 仁木 宏典
  • 学会等名: 第7回ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 滋賀県長浜市
• [学会発表] 大腸菌形態制御因子 RodZ の分裂面への局在とその意義 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 長浜市
• [学会発表] 大腸菌細胞形態形成因子 RodZ のペプチドグリカン結合と細胞幅 制御の関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔
  • 学会等名: 日本細菌学会
  • 発表場所: 千葉市
• [学会発表] RodZ タンパク質の細胞分裂面への局在:細胞幅の制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔, 仁木 宏典
  • 学会等名: 第9回21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 滋賀県長浜市
• [学会発表] A role of midcell localization of cytoskeletal proteins in E. Coli (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiomi,D., and Niki, H. (National Institute of Genetics)
  • 学会等名: 第85回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長崎県長崎市
• [学会発表] Toward a manipulation of bacterial cell shap (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔, 仁木 宏典
  • 学会等名: 細胞を作る研究会4.0
  • 発表場所: 大阪市
• [学会発表] Cytoskeletal protein RodZ regulates the cell length in collaboration with a cell division apparatus in Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔, 仁木 宏典
  • 学会等名: IUMS 2011
  • 発表場所: 北海道札幌市
• [学会発表] 大腸菌の形態形成を司る細胞骨格タンパク質RodZ と細胞分裂の関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔, 仁木 宏典
  • 学会等名: 第5回細菌学・若手コロッセウム
  • 発表場所: 高知県高知市
• [学会発表] 細胞骨格タンパク質RodZ の分裂面への局在とその生理的意義 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔, 仁木 宏典
  • 学会等名: 第8回21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 長野県南木曾町
• [学会発表] Geometrical Changes in Cell Shape between Rod and Round in Bacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: 仁木宏典
  • 学会等名: The 11th Asian and Oceanian Conference on Transcription
  • 発表場所: 沖縄県 今帰仁村
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] 大腸菌細胞骨格因子rodZ 欠損株の抑圧変異体の解析から見た細菌の形態形成変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔, 仁木 宏典
  • 学会等名: 第4回細菌学・若手コロッセウム
  • 発表場所: 静岡県伊豆市
• [学会発表] 大腸菌球状変異体rodZ 欠損株の抑圧変異株の解析から見た球状から桿状への形態変化の機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩見 大輔, 仁木 宏典
  • 学会等名: 第7回21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 熊本県南阿蘇
• [図書] Nucleoid organization and chromosome segregation In Sadaie (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, D, & Niki, H
• [図書] Bioresource and genomic database for E. coli and B (2012)
  • 著者名/発表者名: Niki, H.
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/MicroGen/
• [備考] バクテリアの形を決める仕組み：全ゲノムシークエンスによる解析
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1170/1187.html
• [備考]
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/B0-12-443710-9/00407-5