| 研究課題/領域番号 |
15H04364
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| 研究機関 | 学習院大学 |
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研究代表者 |
西坂 崇之 学習院大学, 理学部, 教授 (40359112)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | archaea / archaella / アーキアべん毛 / 回転分子モーター / IV型分泌装置 / Halobacterium salinarum |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、生命科学の未踏の領域である「古細菌（archaea、アーキア）遊泳の分子メカニズム」を解明することである。極限環境で生息するアーキアのべん毛は、理解が進んでいる真核生物の分子モーターや大腸菌の回転モーターと異なり、分泌装置がベースとなったATP駆動による独自の運動機構を備えていると考えられている。細菌学のみならず、生物物理・進化・タンパク質科学・ナノマシンデザインからも注目すべき課題であるはずだが、培養条件や実験の再現性の難しさから、未だ大きな進展は見られていない。本課題により、アーキアモーターという新しい研究分野を開拓する。
本年度においては、以下の２項目について研究を進めた。
（１）【再現性のある培養条件の検討】高熱・高塩分・嫌気環境など、いわば極限的な環境に適応した生物であるアーキアの培養は容易ではなく、増殖したとしても、再現性良く遊泳が観察できる状態にまで持って行くことは難しい。Halobacterium salinarum をモデル生物として、条件検討を行った。従来の研究では培養に peptone medium を用いていたが、これを casamino acid medium に変更したところ、85%の細胞が滑らかな遊泳を行う条件を決めることができた。
（２）【滑走装置がダメージを受けていない個体における遊泳の観察】上記の条件検討を行うに当たり、培養サンプルを回収する過程にも注意を払い、観察条件を絞り込んだ。べん毛や回転装置がたやすく損傷を受けるため、回収には“コツ”のようなものが必要だということが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
再現性のある実験方法が確立したことにより、細胞本体の回転・べん毛の回転について、これまで研究室で培ってきた１分子観察技術を応用することにより高い精度で計測するための準備が整った。既に全段階的な結果は得られており、学会発表および論文投稿に近い状況にまで到達している。
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| 今後の研究の推進方策 |
残りの研究機関において、以下の７つの研究項目を進める予定である。①電子顕微鏡によるアーキアべん毛の観察。②クライオ電子顕微鏡法によるべん毛基部の観察。③光学顕微鏡下でのべん毛の可視化。④べん毛回転の３次元定量化。⑤テザードセルの作製。⑥回転ステップの観察。⑦制御機構の解明。
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