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2020 年度 実績報告書

微生物におけるセレンの動態とその分子機序の多様性

研究課題

研究課題/領域番号 20H02907
研究機関立命館大学

研究代表者

三原 久明  立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324693)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードセレン / 代謝 / 細菌
研究実績の概要

グラム陽性細菌であるCellulomonas sp. D3a は、嫌気条件下で高い亜セレン酸還元能を示すため、亜セレン酸呼吸系を有する可能性が考えられた。Cellulomonas sp. D3aとその近縁種である、C. fimi 、C. flavigenaの亜セレン酸還元活性について、液体培地に添加した亜セレン酸の還元に伴い生じる元素状セレンの生成(赤色呈色)を指標に比較した。嫌気条件下、富栄養培地での48時間培養において、Cellulomonas sp. D3aは亜セレン酸還元活性を示すが、C. fimi ATCC 484とC. flavigena DSM 20109は有意な亜セレン酸還元能を示さなかった。また、グルコースを炭素源とする亜セレン酸含有最少培地でCellulomonas sp. D3a、C. flavigenaの嫌気培養を行い、その生育を調べた。その結果、Cellulomonas sp. D3aでは亜セレン酸依存的な生育促進が認められたが、C. flavigenaではそのような生育促進が認められなかった。Cellulomonas sp. D3a、C. fimi ATCC 484、C. flavigena DSM 20109のゲノム配列情報を利用して比較を行った。その結果、Cellulomonas sp. D3aにのみ特異的に存在する遺伝子が61個存在することがわかった。Cellulomonas sp. D3aの亜セレン酸還元活性は細胞破砕後の不溶性画分に存在することがわかっている。そのため、61個の遺伝子のうち膜貫通領域をもつものをSOSUI、TMHMMを用いて予測したところ、20個の遺伝子が膜タンパク質である可能性が示唆された。これらの遺伝子のいずれかが亜セレン酸還元に関与している可能性が考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Cellulomonas sp. D3aにおける亜セレン酸依存的な生育促進を見出すなど,新たな発見を果たしており,比較ゲノム解析により,亜セレン酸還元に関わる遺伝子の絞り込みも遂行したことから,研究はおおむね順調に進展していると考える.

今後の研究の推進方策

申請書の計画に沿って研究を進める.セレンオキシアニオン還元酵素の反応機構について詳細に解析するとともに,細胞外セレンナノ粒子の生成機構について解析を進める.

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Thapar Institute of Eng. Technol.(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      Thapar Institute of Eng. Technol.
  • [雑誌論文] Genetic analysis of tellurate reduction reveals the selenate/tellurate reductase genes ynfEF and the transcriptional regulation of moeA by NsrR in Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      Fujita Daiki、Tobe Ryuta、Tajima Hirotaka、Anma Yukari、Nishida Ryo、Mihara Hisaaki
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 169 ページ: 477~484

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa120

    • 査読あり
  • [学会発表] 生体必須微量元素セレンの生物由来ナノ粒子の栄養学的評価2021

    • 著者名/発表者名
      高橋一聡, 越智杏奈, 三原久明, 小椋康光
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
  • [学会発表] 異化的金属還元菌Geobacter sulfurreducens由来ロダネーゼ様タンパク質ExtHの基質特異性およびシステイン残基の役割の解析2021

    • 著者名/発表者名
      石戸雄大, M.I. Jahan, 戸部隆太, 三原久明
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
  • [学会発表] Geobacter sulfurreducensにおけるセレン・硫黄代謝オペロンのExtRによる転写制御2020

    • 著者名/発表者名
      澤すずな, 橋本穂高, 戸部隆太, 越智杏奈, 三原久明
    • 学会等名
      第31回日本微量元素学会学術集会
  • [学会発表] セレン代謝に関わる酵素・タンパク質の分子機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      三原久明
    • 学会等名
      第31回日本微量元素学会学術集会
  • [学会発表] Escherichia coliにおける外膜小胞を介した細胞外セレン粒子生成メカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      越智杏奈, 戸部隆太, 豊竹洋佑, 伊豆由記子, 今井友也, 三原久明
    • 学会等名
      Consortium of Metal Biosciences 2020 (ConMetal 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] 異化的金属還元菌Geobacter sulfurreducens由来新規ロダネーゼ様タンパク質ExtHの酵素学的諸性質の解明2020

    • 著者名/発表者名
      石戸雄大, M.I. Jahan, 戸部隆太, 三原久明
    • 学会等名
      Consortium of Metal Biosciences 2020 (ConMetal 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] NsrRによるモリブデン補因子生合成因子MoeAの転写制御2020

    • 著者名/発表者名
      藤田大樹, 戸部隆太, 三原久明
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
  • [学会発表] Geobacter sulfurreducens由来のロダネーゼ様リポタンパク質ExtHの精製と諸性質の解明2020

    • 著者名/発表者名
      石戸雄大, M.I. Jahan, 戸部隆太, 三原久明
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
  • [学会発表] 細菌におけるセレンのタンパク質間デリバリー2020

    • 著者名/発表者名
      三原久明
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
  • [学会発表] Escherichia coliにおける細胞外セレン粒子生成への外膜小胞の関与2020

    • 著者名/発表者名
      越智杏奈, 戸部隆太, 伊豆由記子, 田島寛隆, 今井友也, 三原久明
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
  • [学会発表] トリメチルセレノニウムイオン資化性土壌細菌の探察2020

    • 著者名/発表者名
      田中麻衣, 越智杏奈, 小川侑那, 戸部隆太, 佐藤総一, 小椋康光, 三原久明
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
  • [学会発表] マルチヘム含有セレンタクパク質はGeobacter sulfurreducensにおける硫黄還元に関与する2020

    • 著者名/発表者名
      浅岡伸太郎, 伊豆由記子, 戸部隆太, 三原久明
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
  • [学会発表] Cellulomomas sp. D3aの亜セレン酸呼吸に関わる遺伝子の比較ゲノム解析2020

    • 著者名/発表者名
      坂本暁紀, 牧村康平, 名田イサナ, 戸部隆太, T.N. Prakash, 三原久明
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
  • [学会発表] 細菌におけるバイオジェニックカルコゲンナノ粒子の生成機構2020

    • 著者名/発表者名
      三原久明
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸菌におけるモリブデン補因子生合成に関与する遺伝子群の解析2020

    • 著者名/発表者名
      藤田大樹, 戸部隆太, 三原久明
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第72回大会
  • [学会発表] Cellulomonas sp. D3aの亜セレン酸呼吸に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      坂本暁紀, 牧村康平, 戸部隆太, T.N. Prakash, 三原久明
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第72回大会
  • [学会発表] Cellulomomas sp. D3aの亜セレン酸呼吸系の解析2020

    • 著者名/発表者名
      坂本暁紀, 牧村康平, 戸部隆太, T.N. Prakash, 三原久明
    • 学会等名
      第37回日本微量栄養素学会学術集会
  • [学会発表] Role of D-cysteine desulfhydrase in Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      M.F.A. Anny, A. Ochi, D. FUJITA, R. Tobe, H. Mihara
    • 学会等名
      第37回日本微量栄養素学会学術集会
  • [図書] 生命金属ダイナミクス 生体内における金属の挙動と制御2021

    • 著者名/発表者名
      城宜嗣、津本浩平
    • 総ページ数
      511
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
  • [図書] 遺伝子・細胞から見た 応用微生物学2020

    • 著者名/発表者名
      阪井 康能、竹川 薫、橋本 渉、片山高嶺
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-43124-7
  • [図書] 相分離生物学の全貌(現代化学増刊46)2020

    • 著者名/発表者名
      白木 賢太郎
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      978-4-8079-1346-6
  • [備考] 立命館大学 研究者学術情報 データベース

    • URL

      https://research-db.ritsumei.ac.jp/rithp/k03/resid/S000676

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公開日: 2021-12-27  

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