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一部のBacillus属細菌は胞子形成期に培地中のケイ酸(Si[OH]4)を取り込み、その重合体であるシリカ(SiO2)を胞子殻上に蓄積する。これまでの研究により、取り込んだケイ酸をシリカへと重合するプロセスに関与するタンパク質を発見したが、本菌がケイ酸を取り込むメカニズムは不明であった。一方、天然の鉄キレート剤であるシデロフォアの一種であるエンテロバクチンをケイ酸と反応させると、シデロフォアがSiとも錯体を形成することが最近報告されたが、その生理学的な意義は不明であった。我々は、シリカ蓄積細菌が外部からのSiの取り込みや細胞内におけるSiの可溶性の維持にシデロフォアを利用しているのではないかと予想し、本研究ではこの仮説を実験的に検証することを目的とした。
本研究のモデルとして用いたBacillus cereusは2種類のシデロフォアを有することが知られている。昨年度までの研究において、2種類のシデロフォアのうち一方の合成系遺伝子を破壊することでケイ酸取り込み量が顕著に低下することを確認した。一方、その輸送系遺伝子を破壊しても、ケイ酸取り込み量に変化は見られなかった。また、培養途中で培地を新しいものに交換してもケイ酸の取り込みには影響が見られなかったことから、シデロフォアはSiの取り込みではなく、細胞内でのSiの可溶性の維持に寄与している可能性が高いと考えられた。
シデロフォア以外のメカニズムによってケイ酸が取り込まれていることが示唆されたため、本年度は植物由来のケイ酸トランスポーターとの相同性を指標に、本菌のケイ酸取り込みに関わるトランスポーターの探索を試みた。複数の候補遺伝子の破壊を行ったが、ケイ酸取り込み量が顕著に低下した株は認められなかった。
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