カイメンにおけるメンブレンベシクルを介した物質輸送の解明

• 研究課題/領域番号: 22K14811
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分38020:応用微生物学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 二宮 章洋 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (50823522)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: カイメン / メンブレンベシクル / 二次代謝産物 / 共生細菌 / 共生微生物

研究開始時の研究の概要

カイメンやホヤ等の海洋無脊椎動物は，多様性に富んだユニークな低分子化合物を含むことから，新たな有用物質の探索源として利用されてきた。近年，このような無脊椎動物に含まれる二次代謝産物の生産者は，動物自身ではなく動物に共生する細菌（共生細菌）であることが明らかになりつつある。共生細菌がどのような二次代謝産物を，どのような機構を通して，どこへ輸送するかを明らかにすることは，複雑な微生物叢からなる環境における生物間相互作用を理解する上で極めて重要である。本研究ではカイメンにおけるメンブレンベシクルを介した物質輸送機構を明らかにすることを目的とする。

研究成果の概要

本研究では，カイメンTheonella swinhoeiから，遠心分離と密度勾配遠心分離によってメンブレンベシクルを単離し，透過電子顕微鏡によって観察した．高速液体クロマトグラフィー-質量分析によって，メンブレンベシクルにカイメンの共生細菌エントセオネラが産生する二次代謝産物が含まれることが明らかになった．さらに，RNAシーケンシング解析によって，メンブレンベシクルに二次代謝産物の生合成遺伝子の転写産物が含まれることが示唆された．

研究成果の学術的意義や社会的意義

海綿動物において，共生細菌がどのような機構を通して化合物を輸送するかについては理解が進んでいない．本研究は，カイメン中のメンブレンベシクルに共生細菌が産生する二次代謝産物が含まれることを示した．海綿動物中の物質輸送に関して新しい知見を与えると同時に，複雑な微生物叢からなる環境における二次代謝産物の輸送について理解を深めるものである．