枯草菌胞子を用いた酵素提示システムの開発研究

• 研究課題/領域番号: 23780095
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 摂南大学
• 研究代表者: 今村 大輔 摂南大学, 薬学部, 助教 (70454650)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2011年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 枯草菌 / 胞子 / スポアコート / クラスト

研究概要

枯草菌の胞子の表面に任意のタンパク質を提示することにより、胞子をタンパク質提示粒子として利用するシステムを開発するため、枯草菌胞子の表面に露出しているタンパク質を解析した。私は、タンパク質が胞子のどの程度深い位置に局在しているのかを蛍光顕微鏡を用いて解析する方法を開発した(Imamura et al. 2010. J. Bacteriol. 192:518-524)。そこでこの方法を用いて、様々な胞子タンパク質の位置を解析した結果、CgeAとCotZの2つのタンパク質は、これまで知られていた層よりも明らかに外側に存在しており、未知の最外層(クラスト)を構成していることを発見した(Imamura et al. 2010. J. Bacteriol. 193:4075-4080)。さらに、免疫蛍光顕微鏡観察によって、枯草菌胞子の表面に露出しているタンパク質を解析したところ、CgeAとCotZは実際に胞子の表面に露出していることが明らかになった。また、CotZと相同性の高いCotYタンパク質もCotZと同様にクラストに局在しており、胞子の表面に露出していることが分かった(Imamura. 2012. Yakugaku Zasshi 132:919-924)。さらに、クラストを構成するタンパク質のネットワークについても解析した。本研究によって、枯草菌胞子の最も外側を構成するクラスト層を発見し、クラストに局在しているタンパク質が特定されたため、これらのタンパク質が、枯草菌胞子に外来タンパク質を提示するシステムにおける最適なタンパク質であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Identification and Characterization of the Outermost Layer of Bacillus subtilis Spores (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Imamura
  • 雑誌名: Yakugaku Zasshi 巻: 132 ページ: 919-924
  • NAID: 130001888710
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteins involved in formation of the outermost layer of Bacillus subtilis spores. (2011)
  • 著者名/発表者名: Imamura D., Kuwana R., Takamatsu H., and Watabe K.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 193 ページ: 4075-4080
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel small protein of Bacillus subtilis involved in spore germination and spore coat assembly. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kodama T., Matsubayashi T., Yanagihara T., Komoto H., Ara K., Ozaki K., Kuwana R., Imamura D., Takamatsu H., Watabe K., and Sekiguchi J.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 75 ページ: 1119-1128
  • NAID: 10029328148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substrate specificity of SpoIIGA, a signal-transducing aspartic protease in Bacilli. (2011)
  • 著者名/発表者名: Imamura D., Kuwana R., Kroos L., Feig M., Takamatsu H., and Watabe K.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 149 ページ: 665-671
  • 査読あり
• [学会発表] Characterization of the outermost layer of Bacillus subtilis spores (2012)
  • 著者名/発表者名: Imamura D., Kuwana R., Takamatsu H, Watabe K.
  • 学会等名: 5th European spores conference
  • 発表場所: ロンドン(英国)
  • 年月日: 2012-04-17
• [学会発表] Proteins involved in formation of the outermost layer of Bacillus subtilis spore. (2011)
  • 著者名/発表者名: Imamura D., Kuwana R., Takamatsu H., and Watabe K.
  • 学会等名: 6th International Conference on Gram-Positive Microorganisms.
  • 発表場所: Montecatini Terme, Tuscany, Italy.
• [学会発表] 枯草菌胞子に新たに見いだされた最外層とその形成に関与する遺伝子の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今村大輔, 東浦佑樹, 田中慎, 山本奈央子, 新穂淳子, 桑名利津子, 高松宏治, 渡部一仁
  • 学会等名: 第５８回日本生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 関西医科大学滝井キャンパス
• [学会発表] 枯草菌胞子に新たに見いだされた最外層とその形成に関与するタンパク質の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今村大輔 桑名利津子 高松宏治 渡部一仁
  • 学会等名: 2011年日本ゲノム微生物学会若手の会
  • 発表場所: ろうきん研修所富士センター
• [学会発表] 枯草菌胞子における未知の最外層の発見とその解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今村大輔、桑名利津子、高松宏治、渡部一仁
  • 学会等名: 第61回 日本薬学会近畿支部総会・大会
  • 発表場所: 神戸学院大学ポートアイランドキャンパス
• [図書] Escherichia coli and Bacillus subtilis; the frontiers of molecular microbiology revisited. Chapter 7 Surviving strategy 3. Spore and Sporulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Imamura D., Watabe K.
  • 出版者: Research Signpost(in press)
• [産業財産権] 芽胞形成細菌の芽胞に対する殺菌もしくは静菌作用を蛍光染色試薬で評価する方法 (2011)
  • 発明者名: 木ノ内智之、藤田康弘、高松宏治、桑名利津子、今村大輔
  • 権利者名: キリンビバレッジ株式会社
  • 産業財産権番号: 2010-116610
  • 出願年月日: 2011