| 研究課題/領域番号 |
25450113
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
高野 英晃 日本大学, 生物資源科学部, 専任講師 (50385994)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 光センサー / 一般細菌 / LitR / 光覚醒 / 微生物の潜在能力 / 休眠遺伝子 |
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| 研究実績の概要 |
ビタミンB12をアンテナ分子として利用する光センサー型転写調節タンパク質LitRは、種を超えて広範な非光合成細菌のゲノムに分布している。このことからLitRがもつ光感知メカニズムに加えて、その役割の多様性も注目されている。我々はモデル細菌群が有するLitRの機能解析を進め、高度好熱性サーマス属細菌に由来するLitR光感知ドメインの立体構造を決定した（PDB code:3WHP）。また、得られた構造情報に基づいて作製したLitR変異タンパク質の生化学解析により、光に耐性を示すLitR変異タンパク質を取得することに成功した。これにより、LitRの光感受性にかかわる重要なアミノ酸残基を本ファミリーでは初めて同定した。さらに、新しい光感知機構を持つことが予想されているシュードモナスについては、LitRホモログおよびそのエフェクタータンパク質の立体構造解析に向けた基礎を固めた。具体的には、大腸菌における組み換えタンパク質の大量発現条件と精製系を確立した。その他にも新規な光センサー候補と予想されているタンパク質群について、タンパク質・光アンテナ複合体の共精製を行うために、本来の宿主においてタグを付加した遺伝子保持株の構築が完了し、Burkholderia細菌については少量ではあるが目的タンパク質の精製に成功した。また、微生物が示す光応答性現象を探索するために、土壌から分離したおよび公的機関から購入した有用細菌群を中心に表現型を調べ、いくつかのユニークな光反応現象を見出した。その中でも注目すべき現象として、Bacillus megateriumのバイオフィルム形成が光によって大きな影響を受けることを見いだした。
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| 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
ビタミンB12タイプのLitRについては、光感知ドメインの立体構造を決定することに成功し、また重要なアミノ酸残基を特定することに成功した。本成果は平成2７年度中に論文として投稿予定である。シュードモナスの光感知に関わるタンパク質についても、大量発現と精製系を構築し、結晶化スクリーニングが順調に進行している。また、他の光センサー候補については最終目的である光アンテナ分子の同定には至っていないが、タグを付加した光センサー遺伝子を有する組み換え株の構築が完了し、基礎を固めることができている。また、光応答性微生物のスクリーニングついてもユニークな現象を見いだすことに成功しており、その分子機構の解析が進行中である。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度に引き続き、バクテリアがもつ多様な光センサーの機能と役割を明らかにするために、遺伝生化学実験により多角的な検証を進める。また、網羅的な遺伝子発現の比較解析を取り入れ、新規な光センサーや光応答性遺伝子を同定する。加えて、非光合成細菌が示す光応答現象の広範なスクリーニングを実施し、新規な現象を見つけるべく精力的に探索を進める。これらにより光合成能をもたないバクテリアの光生命科学を拡充する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度に高額なDNAマイクロアレイ実験を予定している。そのため、2015年5月末に開催予の第１１５回大会・米国微生物学会に参加するための費用として繰り越した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度予算は主に高額なDNAマイクロアレイ実験の消耗品に充てる。一方、繰り越した予算は第１１５回大会・米国微生物学会に参加し、研究成果を発表するために掛かる渡航費および宿泊費に充当する。
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