2020 年度研究成果報告書

細菌III型分泌装置ニードルの毒素分泌メカニズムの構造生物学的基盤

研究課題

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研究課題/領域番号	17K07365
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	生物物理学
研究機関	大阪大学 (2018-2020) 国立研究開発法人理化学研究所 (2017)
研究代表者	藤井高志大阪大学, 生命機能研究科, 特任准教授(常勤) (10582611)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	クライオ電顕
研究成果の概要	赤痢菌はIII型分泌装置・ニードル複合体により宿主細胞へとエフェクター蛋白質を打ち込み宿主の細胞骨格の再構築を伴う貪食を誘導し、それを利用して宿主細胞内に侵入・感染する。ニードル複合体は膜を貫通する基部体と”針”であるニードル繊維、ニードル繊維の先端にあるチップ複合体に分けられる。興味深いことに、輸送ゲートである基部や宿主細胞と直接接触するチップ複合体ではなく、ニードル繊維構成蛋白質MxiHに毒素分泌パターンが異なる変異株が複数存在する。本研究課題では、細菌の毒素分泌メカニズムの構造生物学的基盤の解明を行うためにクライオ電子顕微鏡を用いて変異体の解析を行った。
自由記述の分野	生物物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	貧困国を中心として、赤痢菌による細菌感染症は多くの生命を奪う深刻な問題である。赤痢菌の毒素蛋白質輸送機構のメカニズムを原子レベルの構造解析によって可視化することは、そのメカニズムの解明への大きな一歩となる。輸送ゲートや宿主細胞に直接結合するチップ複合体についての変異ではくニードルと呼ばれる繊維構造（毒針部分）への変異が毒素分泌パターンに大きな違いをうむことは非常に興味深い。この謎にクライオ電顕で迫った。