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2016 年度 実績報告書

機能性バクテリオナノファイバーのデザインと被毛微生物の作出

研究課題

研究課題/領域番号 26289313
研究機関名古屋大学

研究代表者

堀 克敏  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50302956)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードナノファイバー / 微生物 / 膜タンパク質
研究実績の概要

TAAのホモ三量体については、前年度に、一つの細胞から二種類のホモ三量体ファイバーのTAAを形成できたらしいことを、各ファイバーに特異的な抗体プローブを用いたCLSMとFACS、および接着性より確認した。しかし、実際に細胞表面に形成されたTAAファイバーがホモ三量体のみなのかどうかについて、直接的な証拠を示すことはできなかった。三量体として約1000kDaのAtaAの分離精製と解析は困難であったが、本研究で、ブルーネイティブPAGEにより解析法を確立した。二種類のTAAのベータバレルに異なるパッセンジャードメイン(PSD)を繋ぐことで、二種類のホモ三量体TAAだけを細胞から生やすことができることがわかった。他方、二種類の異なるPSDを一種類のTAAのベータバレルに繋いだ二種類のTAAの遺伝子を導入した場合は、ホモとヘテロの三量体が混在した。
次に、ヘテロ三量体のTAAのみだけを生やすことに挑戦した。我々が明らかにしたAtaAを含め、これまでに明らかになっている三種類のTAAのベータバレルの構造をもとに、これらがヘテロ三量体を形成する手法を検討した。しかし、ヘテロポリペプチドから成るベータバレルを形成させることはできなかった。三量体の形成は、同じポリペプチド鎖間でないと形成されないように細胞内で厳密に制御されているか、ヘテロ三量体が形成されると直ちに細胞内で分解されてしまう可能性がある。
AtaAにスナップタグを融合し細胞表層上に提示することには、前年度成功していた。しかし、スナップ蛍光基質を反応させたところ、蛍光は細胞上に偏在していることがわかった。これは、正しい構造をとって機能を発現している融合体の偏在を意味している。AtaAとスナップタグを繋ぐリンカーの長さや固さを検討した結果、細胞表層に一様に機能を発現する融合体を生やすことに成功した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] マックスプランク研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      マックスプランク研究所
  • [国際共同研究] オスロ大学(ノルウェー)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      オスロ大学
    • 他の機関数
      2
  • [雑誌論文] Cell surface protein engineering for high-performance whole-cell catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      H. Nakatani and K. Hori
    • 雑誌名

      Front. Chem. Sci. Eng.

      巻: 11 ページ: 46-57

    • DOI

      10.1007/s11705-017-1609-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] バイオフィルム・微生物付着の工学利用2017

    • 著者名/発表者名
      堀 克敏
    • 雑誌名

      膜

      巻: 42 ページ: 54-59

  • [雑誌論文] An Acinetobacter trimeric autotranspoter adhesin reaped from cells exhibits its nonspecific stickiness via a highly stable 3D strucuture2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, H. Nakatani, K.Iwasaki and K.Hori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 28020

    • DOI

      10.1038/srep28020

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 細胞表層タンパク質の合成生物学2016

    • 著者名/発表者名
      石川聖人、堀 克敏
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 94 ページ: 701-703

  • [雑誌論文] 細菌接着タンパク質AtaA分子の特性と応用2016

    • 著者名/発表者名
      堀 克敏
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 74 ページ: 417-419

  • [雑誌論文] Secretion of the Intimin Passenger Domain Is Driven by Protein Folding2016

    • 著者名/発表者名
      J. C. Leo, P. Oberhettinger, S. Yoshimoto, D. B. R. K. G. Udatha, J. P. Morth, M. Schutz, K. Hori, and D. Linke
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 291 ページ: 20096-20112

    • DOI

      10.1074/jbc.M116.731497

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 細菌の持つ接着ナノファイバータンパク質AtaA2016

    • 著者名/発表者名
      堀 克敏
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 74 ページ: 380-381

  • [学会発表] AtaA, a new trimeric autotransporter adhesin mediating strong and nonspecific adhesion of bacterial cells2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hori
    • 学会等名
      第90回日本細菌学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-19 – 2017-03-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Innovation of bioprocess through the bacterionanofiber AtaA2017

    • 著者名/発表者名
      K .Hori
    • 学会等名
      2nd Korea-Japan Smart Biodesign Workshop
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2017-02-03 – 2017-02-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Innovation of bioprocess through the bacterionanofiber AtaA2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hori
    • 学会等名
      i-BioP2016
    • 発表場所
      Busan, Corea
    • 年月日
      2016-12-16 – 2016-12-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 微生物細胞やバクテリオナノファイバーの表面化学2016

    • 著者名/発表者名
      堀 克敏
    • 学会等名
      真空・表面科学合同講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-12-01
    • 招待講演
  • [学会発表] The Contribution of translocation domain in the assembly of trimeric autotransporter adhesins2016

    • 著者名/発表者名
      J. Kanie, Y. Ohara, H. Nakatani, K. Hori
    • 学会等名
      1st Zing Protein Secretion in Bacteria Conference
    • 発表場所
      Tampa, Florida, USA
    • 年月日
      2016-11-09 – 2016-11-12
    • 国際学会
  • [学会発表] グラム陰性菌由来のファイバータンパク質による微生物の固定化と表層提示技術の統合2016

    • 著者名/発表者名
      中谷肇、小原優季、堀 克敏
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-09-28 – 2016-09-30

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公開日: 2021-01-27  

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