窒素固定細菌のエクソソーム様膜小胞の機能と形成機構の解明

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K23665
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0601:農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 高瀬 隆一 京都大学, 農学研究科, 助教 (10842156)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2022-03-31
• キーワード: 膜小胞 / 窒素固定細菌 / プロテオーム解析 / X線結晶構造解析

研究成果の概要

本研究では、グラム陰性細菌の細胞外膜より形成・分泌される膜小胞（outer membrane vesicle, OMV）に着目し、OMVの形成に関与する候補タンパク質を見出した。
窒素固定細菌Azotobacter vinelandiiのOMVに多量に内包されるタンパク質として、S-layerタンパク質様機能不明分子と鞭毛繊維タンパク質FliCホモログを特定し、当該遺伝子破壊株の性状解析より各々細胞膜の形成とOMVの産生に関わることを示唆した。OMV内包タンパク質のプロテオーム解析により、640種のタンパク質を同定し、OMVへのタンパク質輸送機構やOMVの生理活性を予測する手がかりを得た。

自由記述の分野

農芸化学および応用微生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌が自身の細胞膜から形成・分泌する膜小胞は細胞間コミュニケーションなど様々な生理活性を示すことが明らかになってきた一方、その普遍的な形成機構は不明であった。本研究では窒素固定グラム陰性細菌Azotobacter vinelandiiに着目し、膜小胞に内包されるタンパク質の網羅的解析を行うとともに、膜小胞の形成に関わる候補タンパク質を見出した。本研究成果は、膜小胞の普遍的な形成機構の一端を明らかにすることのみならず、OMVのサイズや性質を制御する分子機構の理解、及び窒素固定細菌OMVの新たな機能の発見に繋がることが期待される。