細菌のⅨ型タンパク質分泌機構の生体ナノ構造イメージングによる機能解析

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K17085
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 形態系基礎歯科学
• 研究機関: 沖縄科学技術大学院大学
• 研究代表者: 柴田 敏史 沖縄科学技術大学院大学, 生体分子電子顕微鏡解析ユニット, 研究員 (30725057)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 分泌装置 / 電子顕微鏡 / 病原性細菌 / 滑走細菌 / T9SS / 歯周病

研究成果の概要

バクテロイデーテス門細菌独自の9型分泌機構(T9SS)は生育に必要な酵素類、病原性タンパク質を分泌するだけでなく、滑走運動装置としても機能する。本研究はT9SS複合体の構造解析と作動機構の解明を目指した。
本研究の結果、歯周病原細菌Porphyromonas gingivalisの外膜上の分泌装置の一部と思われるリング状構造を可視化することができた。また、シリカビーズを用いた新しい急速凍結法を確立すると共に、クライオ電子顕微鏡法を含む種々のイメージング技術を用いて、土壌細菌Flavobacterium johnsoniaeのらせん状滑走装置の存在を明らかにし、新たな滑走運動機構を提案した。

自由記述の分野

生体分子科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

生命機能のメカニズムを解明する上で、各々の機能を担う生体超分子の立体構造の情報は欠かせない。T9SSはバクテロデーテス細菌にとって必須であり、病原性にも重要な役割を担う。研究成果はT9SSの構造、機能の理解という細菌学に新たな知見を与えるだけでなく、T9SSを標的とした分泌阻害、滑走運動阻害剤など感染防除法開発への足がかりになることが期待できる。また、新しい急速凍結法の提案は生体分子イメージング技術の発展にも寄与する。