共生細菌Symbiobacterium thermophilumのゲノム構造決定

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13206072
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 上田 賢志 日本大学, 生物資源科学部, 講師 (00277401)
• キーワード: Symbiobacterium thermophilum / genome / growth factor / proteome / symbiosis / dialysis culture / peptide / protease

研究概要

内槽の底面に透析膜を装着し外槽の内部に設置する様式の2重槽式透析ジャーファーメンターを設計、製作した。外槽に2.1L、内槽に0.9Lの培地を準備し、それぞれにBacillus S株とS. thermophilumの純粋菌体を接種することで透析培養を確立した。このシステムを用いてS. thermophilumの培養に伴う環境変化モニタリングが可能になった。この装置によって大量に回収したS. thermophilumの菌体から抽出したゲノムDNAのパルスフィールド電気泳動法によるフラグメント解析により、この菌のゲノムサイズを約3.3Mbと算定した。また、得られたゲノムDNAをもちいたクローンライブラリを作成し、ランダムなシークエンス作業を開始した。同時に、2槽式培養・酵母エキスによる単独培養(嫌気/好気)の各条件における培養菌体抽出蛋白質について2次元電気泳動による解析を行い、顕著な変動を示すスポットを複数特定し、それらの一部についてはN-末端アミノ酸配列を決定した。
生育支持因子についてはBacillus S株培養上清ならびに酵母エキス中の活性成分に関する詳細な解析を行った。その結果、低分子性の活性成分には少なくとも性質の異なる2種類が存在し、一つは短鎖ペプチドと考えられる活性炭吸着性物質、もう一つは特定の濃度範囲のカリウムイオンによって置き換えることができる活性炭非吸着性物質であることを明らかにした。さらにこの低分子2成分について、Bacillus S株は両成分を、枯草菌は前者を、大腸菌は後者のみを生産する可能性が示された。Bacillus S株蛋白質抽出液中の高分子画分における活性は、前者の低分子成分の生産に関与しているものと予想される。

研究成果

• [文献書誌] Ueda K, Ohno M, Yamamoto K, Nara H, Mori Y, Shimada M, Hayashi M, Oida H, Terashima Y, Nagata M, Beppu T.: "Distribution and diversity of symbiotic thermophiles, Symbiobacterium thermophilum and related bacteria, in natural environments"Appl Environ Microbiol. 67. 3779-3784 (2001)