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細菌べん毛形成を1本に制御する仕組み

公募研究

研究領域少数性生物学―個と多数の狭間が織りなす生命現象の探求―
研究課題/領域番号 24115506
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

小嶋 誠司  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70420362)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2012年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード細菌べん毛 / FlhF / FlhG
研究概要

海洋性細菌であるビブリオ菌の運動器官「べん毛」は、細胞の極に1本だけ形成するため、位置・数の制御機構の解析において優れた研究対象である。べん毛形成位置と数の制御には、GTPaseのFlhFとATP結合モチーフを持つFlhGが関与している。FlhFは極に局在しべん毛数を正に制御する一方、FlhGはFlhFに作用し極局在を阻害することで負に制御している。本研究では、なぜ極に1本だけべん毛を形成できるのかを明らかにするため、FlhFとFlhGの生化学的性質、FlhFとFlhGと作用する因子のネットワーク、細胞の極に局在するFlhFの分子数とべん毛本数の関係に着目した。残念ながらFlhFの分子数計測やネットワークの解析は2年間で進まなかったが、FlhGの生化学的性質とべん毛形成制御との関連について、明らかにすることが出来た。前年度に、変異体を用いた解析からFlhGのATPaseモチーフは機能に重要であり、FlhGの極局在がべん毛形成阻害に関与することが明らかとなっていたので、今年度はFlhGを精製し、実際にATPase活性を測定して、べん毛数制御との関係を探った。FlhGを大腸菌内で大量発現させると凝集が起こり、半数が沈殿してしまった。様々な条件を試して、可溶性画分に残ったものを、グリセロールを含み比較的高い塩濃度の緩衝液を用いることで精製に成功した。精製したFlhGは4ºCで3日間は安定に保たれ、2 mg/ml以上濃縮すると沈殿してしまう。精製後すぐにATPase活性を測定することで、確かにFlhGはATP加水分解活性を示し、べん毛数を減少させる変異体(D171A)ではその活性が非常に高いことが明らかとなった。従って、FlhGのATPase活性を適切に制御することで、極にあるFlhFの分子数が制御され、その結果べん毛の形成が1本に制御されていると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A novel dnaJ family gene, sflA, encodes an inhibitor of flagellation in marine Vibrio species.2013

    • 著者名/発表者名
      Kitaoka M., Nishigaki T., Ihara K., Nishioka N., Kojima S., Homma M
    • 雑誌名

      J. Bacteriol.

      巻: 195 号: 4 ページ: 816-822

    • DOI

      10.1128/jb.01850-12

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Regulation of the flagellar number in Vibrio alginolyticus: Role of ATP binding motif of FlhG and the novel protein SflA2013

    • 著者名/発表者名
      Seiji Kojima
    • 学会等名
      Bacterial locomotion and signal transduction XII meeting
    • 発表場所
      Hilton Tucson East, Tucson, Arizona, USA
    • 年月日
      2013-01-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Biochemical properties of FlhG, a negative regulator for the number of the polar flagellum in Vibrio alginolyticus2013

    • 著者名/発表者名
      Seiji Kojima
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ビブリオ菌の極べん毛本数を負に制御する因子FlhGのATPaseモチーフの役割2013

    • 著者名/発表者名
      小嶋誠司
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会第39回討論会
    • 発表場所
      静岡県コンベンションアーツセンター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細菌べん毛の本数を負に制御するFlhG蛋白質における推定ATPaseモチーフの役割2013

    • 著者名/発表者名
      小野宏樹
    • 学会等名
      第77回日本生化学会中部支部会
    • 発表場所
      名古屋大学理学南館・坂田平田ホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細菌べん毛本数を負に制御するMinDと相同性を持つFlhGのATPaseモチーフの役割2013

    • 著者名/発表者名
      小野宏樹
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Role of the ATP binding motif of FlhG, a component that regulates the number and placement of the polar flagellum Vibrio alginolyticus2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ono
    • 学会等名
      8th Asian Biophysics Association Symposium
    • 発表場所
      Ramada Plaza Hotel, Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細菌べん毛の構築と機能を制御するしくみ2013

    • 著者名/発表者名
      小嶋誠司
    • 学会等名
      第86回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      幕張メッセ 国際会議場(千葉県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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