接着ナノファイバー蛋白質のグラム陰性菌外膜における再構成法の確立

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14868
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 石川 聖人 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70750602)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 外膜蛋白質 / 微生物 / ナノファイバー蛋白質 / Acinetobacter

研究実績の概要

グラム陰性細菌Acinetobacter sp. Tol 5の細胞表層に存在する接着ナノファイバー蛋白質AtaAは微生物細胞に極めて高い接着性を付与する。本研究の目的は、AtaAファイバーをあらゆるグラム陰性菌に生やす方法論の確立である。代表者は順遺伝学的手法によるAtaAの分泌関与遺伝子の網羅的探索を試みた。AtaAファイバーを生やすことのできるAcinetobacter baylyi ADP1にランダム変異を加えることのできる実験系を確立し、多くの変異株を得た（変異株ライブラリーの構築）。この変異株ライブラリーにataA遺伝子の発現プラスミドを導入しても、ファイバー形成ができず付着性の向上しない変異株を単離した。得られた変異株を調べたところ、分泌関与遺伝子の特定には至らなかったが、導入したプラスミドのなかに相同組換えによるataA遺伝子の部分欠失が認められた。ataA遺伝子には相同組換えの標的となる反復配列が多数存在するが、ataA遺伝子の宿主細菌であるTol 5株ではこのような相同組換えはあまり起こらない。従って、AtaAファイバーを異種細菌の表層に生やすにはataA遺伝子の相同組換えを抑制することが重要であると示唆された。代表者はADP1株だけでなく、Tol 5株の変異株ライブラリーの構築に取り組んだ。しかし、ADP1株とは異なり、トランスポゾン挿入によるランダム変異導入によって十分なサイズのライブラリーを作ることが困難であった。試行錯誤の結果、Tol 5株の元来有する制限修飾系がトランスポゾン挿入を妨げていることが明らかになった。最終的には、トランスポゾンを予めメチル化修飾することで変異導入効率を向上させることに成功した。Tol 5株の有するataA遺伝子の相同組換え抑制機構を明らかにする研究展開を予定している。

研究成果

• [国際共同研究] Goethe University/BIK-F/Max Planck Institute(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Goethe University/BIK-F/Max Planck Institute
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] University of Oslo(ノルウェー)
  • 国名: ノルウェー
  • 外国機関名: University of Oslo
• [雑誌論文] The Acinetobacter trimeric autotransporter adhesin Ata controls key virulence traits of Acinetobacter baumannii (2019)
  • 著者名/発表者名: Marko Weidensdorfer, Masahito Ishikawa, Katsutoshi Hori, Dirk Linke, Bardya Djahanschiri, Ruben Iruegas, Ingo Ebersberger, Sara Riedel-Christ, Giulia Enders, Laura Leukert, Peter Kraiczy, Florian Rothweiler, Jindrich Cinatl, Jürgen Berger, Katharina Hipp, Volkhard AJ Kempf, Stephan Göttig
  • 雑誌名: Virulence 巻: 10 ページ: 68-81
  • DOI: https://doi.org/10.1080/21505594.2018.1558693
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 接着ナノファイバー蛋白質AtaAの利用と分泌機構の理解 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石川聖人、堀克敏
  • 学会等名: 化学工学会 第50回秋季大会鹿児島大学
  • 招待講演