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2019 年度 実績報告書

セスバニア根粒菌が巨大構造体R-bodyにより宿主細胞核を崩壊させる分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 16K07638
研究機関東京大学

研究代表者

青野 俊裕  東京大学, 生物生産工学研究センター, 講師 (10372418)

研究分担者 齋藤 勝晴  信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (40444244)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード根粒菌 / 共生 / 病原菌 / R-body / reb遺伝子
研究実績の概要

マメ科植物セスバニアの根粒菌は巨大構造体R-bodyの生産に関与するrebオペロンを持つ。rebオペロンが恒常的に高発現する変異株が宿主細胞に感染すると、R-bodyにより宿主細胞は殺傷される。rebオペロンの発現は、rebオペロンにコードされる転写因子RebRにより促進されるが、通常は転写因子PraRにより優勢的に抑制されている。また、転写因子AZC_3265およびLonプロテアーゼによってもrebオペロンの発現は間接的に抑制されている。rebオペロンの発現は環境応答性であり、2-オキソグルタル酸が存在し、かつ、至適生育温度よりも低い温度において、高発現が誘導される。2-オキソグルタル酸はPraRがrebオペロンのプロモーター領域に結合するのを阻害することが判明しているが、温度がどのようにrebオペロンの発現に影響を及ぼすのかは、不明な部分が多い。しかし、ベータラクタマーゼ遺伝子の発現を制御する転写因子PenR(昨年まではAmpRと呼んでいた)が温度依存的にrebオペロンの発現を抑制している可能性がこれまでに判明した。PenRによるrebオペロンの発現制御が直接的であるのかを検証するために、タグ付きPenRの精製を試みてきたが、その可溶化が極めて困難であった。
本年度は昨年度に続き、タグ付きPenRの精製を試みた。様々な方法を試みたが、最終的には、本タンパク質を大腸菌で発現させる際にシャペロンを同時に発現させることで、可溶性のタグ付きPenRを得て、Mg-ATP溶液を用いてタグ付きPenRを繰り返し洗浄することにより、シャペロンを除去することに成功した。この精製PenRを用いて解析したところ、PenRはrebオペロンのプロモーター領域には直接作用せず、間接的にrebオペロンの発現を制御することが判明した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Localization of the reb operon expression is inconsistent with that of the R-body production in the stem nodules formed by Azorhizobium caulinodans mutants having a deletion of praR2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka J, Ishizuna F, Ogawa T, Hidaka M, Siarot L, Aono T
    • 雑誌名

      Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 65 ページ: 209-213

    • DOI

      10.2323/jgam.2018.09.003

    • 査読あり
  • [学会発表] AmpRを介して温度により制御されるセスバニア根粒菌の宿主殺傷能と抗生物質耐性能2019

    • 著者名/発表者名
      平川智基、松岡淳一、諸橋賢吾、青野俊裕
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2019年度静岡大会
  • [学会発表] セスバニア根粒菌の宿主殺傷能とβ-lactam 系抗生物質耐性能は 転写因子 AmpR を介して温度により制御される2019

    • 著者名/発表者名
      平川智基、松岡淳一、諸橋賢吾、青野俊裕
    • 学会等名
      第12回北陸合同バイオシンポジウム

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公開日: 2021-01-27  

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