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1. セレンオキシアニオン還元酵素の構造と機能の解明
セレンは多くの生物にとって必須の微量元素であるが、環境中に蓄積すると毒性を示し、生態系や農作物に影響を及ぼす。本研究では、インドのセレン蓄積土壌から単離されたCellulomonas sp. D3a株が、毒性の高い亜セレン酸を還元して毒性の低いセレンナノ粒子を生成する機構を解明することを目的とした。実験の結果、本菌は亜セレン酸を最終電子受容体として生育し、亜セレン酸還元には呼吸鎖複合体III、プロトンポンプ、キノンプールが関与している可能性が示唆された。また、亜セレン酸還元酵素の分画・精製が困難なため、RNA-seq解析による遺伝子発現変動解析を行い、亜セレン酸添加によって発現上昇する遺伝子を同定した。
2. 細胞外セレンナノ粒子の生成機構およびセレン貯蔵体としての機能の解析
Escherichia coliは、有毒な亜セレン酸を無毒な元素状セレンに変換して赤色のセレンナノ粒子を細胞外に蓄積することができる。本研究では、E. coliにおいてセレンナノ粒子が細胞内外で形成される仕組みを解明し、膜小胞を介した新たな細胞外セレンナノ粒子形成機構を提案した。膜の完全性に重要なタンパク質がセレンナノ粒子形成に関与している可能性があることから、ompC、ompA、nlpI、tolA遺伝子の破壊株を用いて、細胞外セレンナノ粒子形成における膜の完全性との関係を調べた。その結果、外膜構造の完全性が保持され、正常な膜小胞が形成されることが、E. coliにおいてセレンナノ粒子が細胞外に放出されるために必要であることが示唆された。
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