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2020 年度 実績報告書

磁性細菌細胞内で新規に合成された磁気オルガネラと細胞骨格の相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 17KK0145
研究機関金沢大学

研究代表者

田岡 東  金沢大学, 生命理工学系, 准教授 (20401888)

研究期間 (年度) 2018 – 2020
キーワード細胞骨格 / 磁気感知 / 原核細胞オルガネラ / 細菌 / 磁気微粒子 / イメージング
研究実績の概要

磁性細菌のMamK 細胞骨格は、磁気オルガネラであるマグネトソームを直鎖状に固定し、マグネトソームを磁気センサーとして機能させている。本研究では、海外共同研究者との共同研究により、マグネトソームの細胞内配置がどのように制御されているかを解析する。
1) マグネトソーム形成時に起こるタンパク質相互作用:現在使用しているQInd株では、新規合成されたマグネトソームを特異的に標識することはできない。そこで、新規合成されたマグネトソームのためのマーカー分子を同定することを目的に、マグネトソーム形成初期に特異的に起こる蛋白質相互作用の同定を試みた。QInd株にマグネトソーム小胞形成に必須の蛋白質であるMamIとHalotagの融合蛋白質を発現させ、Halotagはアフィニティークロマトグラフィを用いて、MamIと相互作用する蛋白質をスクリーニングした。Qind株によるマグネトソーム誘導時に特異的にMamIと相互作用する蛋白質を同定した。
2) マグネトソーム細胞内配置機構:野生株では、数個のマグネトソームクラスターが島状に配置されるが、海外共同研究者グループが同定した遺伝子A及び遺伝子Bの欠損株では、マグネトソームの配置が細胞中央型に変わることがわかった。これらの遺伝子欠損株でのマグネトソームの分配過程を生細胞蛍光イメージングで観察したところ、細胞分裂後のマグネトソームの配置パターンが野生株と異なっていることを見出した(論文執筆中)。これらの遺伝子にコードされる蛋白質が、マグネトソーム配置に関わるMamK細胞骨格の細胞内動態の制御を行なっている可能性が示唆され、検証を行なった。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of California, Berkeley(アメリカ合衆国)2019

    • 年月日
      2019-03-23 – 2019-09-30
    • 国名
      アメリカ合衆国
    • 外国機関名
      University of California, Berkeley
    • 主な海外共同研究者名
      Arash Komeili
    • 部局
      Dept. Plant, Microbial Biol.
    • 職名
      Professor
  • [雑誌論文] Geometrical Characterization of Glass Nanopipettes with Sub-10 nm Pore Diameter by Transmission Electron Microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Shigyou Kazuki、Sun Linhao、Yajima Riku、Takigaura Shohei、Tajima Masashi、Furusho Hirotoshi、Kikuchi Yousuke、Miyazawa Keisuke、Fukuma Takeshi、Taoka Azuma、Ando Toshio、Watanabe Shinji
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 ページ: 15388~15393

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.0c02884

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細菌が放出するナノサイズの細胞外膜小胞を視る2020

    • 著者名/発表者名
      菊池洋輔、田岡東
    • 雑誌名

      生物工学

      巻: 98(7) ページ: 357-360

    • 査読あり
  • [学会発表] 細菌表層の形状と物性の変化をダイナミックに観察する、生細胞高速AFMイメージング2021

    • 著者名/発表者名
      田岡 東
    • 学会等名
      第15回日本ゲノム微生物学会年会 ウェビナー「細菌の表層変化を捉え、可視化する!」
    • 招待講演
  • [学会発表] マグネトソームタンパク質MamJはマグネトソーム配置のためにMamK細胞骨格の重合を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      齋藤 拓海,菊池 洋輔,福森 義宏,田岡 東
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会総会
  • [学会発表] 生きた細菌表面に結合した細胞外膜小胞の物性測定2021

    • 著者名/発表者名
      菊池 洋輔,市中 佑樹,豊福 雅典,尾花 望,野村 暢彦,田岡 東
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会総会
  • [学会発表] 両毛性磁性細菌Magnetospirillum magneticum AMB-1のべん毛運動のイメージング2021

    • 著者名/発表者名
      江口 友佳子,高岡 祐太,川村 想,福森 義宏,田岡 東
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会総会
  • [学会発表] 細菌の磁気コンパス -マグネトソーム形成の生細胞イメージング-2020

    • 著者名/発表者名
      田岡 東, 福森 義宏
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会年会 シンポジウム「磁覚と磁気応答生体物質の生物物理学」
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速AFMを用いた磁性細菌の細胞骨格結合タンパク質MamJの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤 拓海, 菊池 洋輔, 福森 義宏, 田岡 東
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡の位相イメージングを用いたParacoccus denitrificans細胞に結合した膜小胞の解析2020

    • 著者名/発表者名
      菊池 洋輔, 市中 佑樹, 豊福 雅典, 尾花 望, 野村 暢彦, 田岡 東
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会年会
  • [備考] 金沢大学 生体分子生理学研究室

    • URL

      http://pronet.w3.kanazawa-u.ac.jp

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公開日: 2021-12-27  

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