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高温平面で細胞の移動を促す線毛運動のメカニズム

公募研究

研究領域運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
研究課題/領域番号 15H01331
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京薬科大学

研究代表者

玉腰 雅忠  東京薬科大学, 生命科学部, 准教授 (10277254)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード高度好熱菌 / 線毛 / 分子モーター / 微生物 / twitching
研究実績の概要

高度好熱菌Thermus thermophilusが行う平面運動は、4型線毛の収縮により起きると考えられている。そのための2つのモーター分子PilT1およびPilT2の遺伝子を破壊し、寒天培地上で生育させたコロニーの端を顕微鏡観察することによって運動能を判定した。その結果、PilT1の遺伝子破壊株では運動能力がほぼなくなる一方、PilT2の遺伝子破壊株では野生株と比べてやや低下した程度だった。また、線毛に依存して感染するファージに対する、各変異好熱菌の感受性を調べたところ、PilT1の遺伝子破壊株ではプラーク数が減少すると共にプラークのサイズが非常に小さくなったが、PilT2の遺伝子破壊株ではプラークの大きさと数は野生株と同程度だった。またこれらの遺伝子を共に破壊した株は、PilT1の遺伝子を単独に破壊した株と同様の表現型を示した。
次にPilT1のATPase活性に必須のWalker B配列のうち、よく保存されたグルタミン酸をアラニンに置換してATP加水分解活性を無くした変異酵素の遺伝子を野生型遺伝子と取り替えた変異好熱菌を作製した。その変異株を寒天培地で生育させたところ、大部分の細胞はPilT1遺伝子破壊株と同様に運動能をほとんど失ったが、一部の細胞は協同性を失った様な運動を示した。またファージにより形成されるプラークは野生株に比べてやや小さくなる程度で、プラーク数は減らなかった。この変異株のPilT2の遺伝子を破壊したところ、その非協同的運動が消失し、ファージに対する感受性もPilT1遺伝子破壊株と同程度に低下した。このことは、PilT2がやはり何らかの運動現象に関わることを示す。また、PilT1の遺伝子破壊株ではPilT2を発現していると思われるが、その運動能をほとんど失うことから、PilT2はPilT1が存在する時にのみ機能を発揮することが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Thermus thermophilus由来4型線毛の伸張および収縮に関わる分子モーターの機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      玉腰 雅忠、常泉 賢司、千葉 直也、山岸 明彦、安田 卓人、丸山 貴浩、小池 あゆみ
    • 学会等名
      2017年 生体運動合同班会議
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高度好熱菌Thermus thermophilusに感染するファージMN1の溶菌酵素の解析2016

    • 著者名/発表者名
      玉腰 雅忠、河合 真穂、山岸 明彦
    • 学会等名
      第39回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜パシフィコ
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高度好熱菌Thermus thermophilus由来4型線毛の伸張および収縮に関わる分子モーターの機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      玉腰 雅忠、常泉 賢司、千葉 直也、山岸 明彦、安田 卓人、丸山 貴浩、小池 あゆみ
    • 学会等名
      第17回 極限環境生物学会年会
    • 発表場所
      東京工業大学 すずかけ台キャンパス
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高度好熱菌Thermus thermophilus HB8 に感染するφMN1 の吸着に関わる細胞表面分子の解析2016

    • 著者名/発表者名
      中山 知也, 玉腰 雅忠, 別所 義隆, 山岸 明彦
    • 学会等名
      第6回 ファージ研究会
    • 発表場所
      JAMSTEC横浜研究所
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Functional Analysis of Type IV pilus Traffic ATPases of the Extreme Thermophile Thermus thermophilus2016

    • 著者名/発表者名
      Masatada Tamakoshi, Kenji Tsuneizumi, Naoya Chiba and Akihiko Yamagishi
    • 学会等名
      Extremophiles 2016
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 走化性シグナル伝達粗視化モデルを用いた桿菌におけるtwitching運動の解析2016

    • 著者名/発表者名
      森河 良太,玉腰 雅忠,宮川 毅,高須 昌子
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Twitching運動を行うバクテリアにおける走化性運動のシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      森河 良太,玉腰 雅忠,宮川 毅,高須 昌子
    • 学会等名
      2016年生体運動合同班会議
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Thermus thermophilus由来IV型線毛複合体の構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      丸山 貴浩、佐々木 亜由美、安田 卓人、玉腰 雅忠、小池 あゆみ
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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