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2021 年度 実施状況報告書

希少放線菌が形成する胞子嚢の開裂メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K05781
研究機関東京大学

研究代表者

手塚 武揚  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (80646414)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード希少放線菌 / 休眠と覚醒 / 胞子嚢 / Clpプロテアーゼ
研究実績の概要

本研究計画は希少放線菌Actinoplanes missouriensisが形成する胞子嚢を材料として、細胞が栄養増殖状態から休眠耐久状態に移行する過程、および休眠細胞が外部環境の変化を感知して覚醒し、発芽に至る過程の分子機構の解明を目標としている。具体的な実験計画として、(1) 胞子嚢形成と胞子嚢開裂に必須であることが判明しているClpプロテアーゼ複合体のATPaseサブユニットをコードするclpXの転写制御機構の解析、(2) 胞子嚢形成と胞子嚢開裂の過程でClpXと複合体を形成するプロテアーゼサブユニットの同定、(3) 胞子嚢が開裂する過程でClpプロテアーゼ複合体によって分解されるタンパク質の道程とその機能解析、の3点に焦点を絞り、研究を進めている。
本年度は実験計画 (2) の条件検討を行った。A. missouriensisがコードする4つのプロテアーゼサブユニットClpP1, ClpP2, ClpP3, ClpP4それぞれを抗原とするポリクローナル抗体を既に得ており、またC末端にHisタグを付加したClpXを細胞内で生産する変異株を作製済みのため、抗Hisタグ抗体による共免疫沈降法とウエスタンブロットにより、ClpXと複合体を形成するプロテアーゼサブユニットの同定を試みた。種々の条件を検討したが、抗Hisタグ抗体を用いた免疫沈降サンプルにおいてClpP1, ClpP2, ClpP3, ClpP4のいずれも検出されなかった。これは細胞内でのClpXの生産量が少ないことが原因と予想される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実験計画の (1) clpX遺伝子の転写解析についてはおおむね順調に進展しているが、(2) ClpXと複合体を形成するプロテアーゼサブユニットの同定、および (3) Clpプロテアーゼ複合体の基質タンパク質の同定については当初計画と比較して研究の進展が遅延しており、いずれも解決の目処がついていない。そのため、現在までの進捗状況はやや遅れていると評価する。

今後の研究の推進方策

今後は、Clpプロテアーゼ複合体の精製について条件検討を行い、ClpXと複合体を形成するプロテアーゼサブユニットの同定を引き続き進める。また、野生株とclpP3遺伝子破壊株の比較プロテオーム解析を行い、Clpプロテアーゼの基質タンパク質の同定を目指す。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Surface structure and nanomechanical properties of <i>Actinoplanes missouriensis</i> sporangia analyzed via atomic force microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Tezuka Takeaki、Ohnishi Yasuo
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 ページ: 552~556

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac002

    • 査読あり
  • [学会発表] Search for the acyltransferase required for the formation of triacylglycerol-containing sporangium membrane in Actinoplanes missouriensis2022

    • 著者名/発表者名
      Shixuan Hu, Satoshi Maeda, Takeaki Tezuka, Yasuo Ohnishi
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] 希少放線菌Actinoplanes missouriensis における胞子嚢胞子の成熟に関わる細胞壁分解酵素AsmA の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      譚 鋳文、手塚 武揚、大西 康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] 希少放線菌 Actinoplanes missouriensis の遊走子べん毛形成に必須な2 つの遺伝子(trxA,AMIS1780)に対するサプレッサー変異株の取得と解析2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 玲実、前田 聡史、手塚 武揚、大西 康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] 希少放線菌Actinoplanes missouriensis が形成する胞子嚢の休眠と覚醒を制御する新規なシグマ-アンチシグマ因子制御系2022

    • 著者名/発表者名
      手塚 武揚、大西 康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 放線菌Actinoplanes missouriensisの極べん毛モーター回転計測2022

    • 著者名/発表者名
      高井 亮太郎、手塚 武揚、石田 翼、大西 康夫、曽和 義幸
    • 学会等名
      2021年度べん毛研究交流会
  • [学会発表] 希少放線菌 Actinoplanes missouriensis の遊走子べん毛形成に必須な2つの遺伝子(trxA, AMIS1780)に対するサプレッサー変異株の取得と解析2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 玲実, 前田 聡史, 手塚 武揚, 大西 康夫
    • 学会等名
      2021年度日本放線菌学会大会
  • [学会発表] Search for the acyltransferase required for the formation of triacylglycerol-containing sporangium membrane in Actinoplanes missouriensis2021

    • 著者名/発表者名
      Shixuan Hu, Satoshi Maeda, Takeaki Tezuka, Yasuo Ohnishi
    • 学会等名
      2021年度日本放線菌学会大会
  • [学会発表] 希少放線菌Actinoplanes missouriensisにおける胞子成熟に関わる細胞壁分解酵素遺伝子asmAの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      譚 鋳文, 手塚 武揚, 大西 康夫
    • 学会等名
      2021年度日本放線菌学会大会

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公開日: 2022-12-28  

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