コレラ菌の環境応答に対するべん毛運動と走化性の役割

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15019039
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 本間 道夫 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50209342)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 薬師 寿治 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30324388) ; 川岸 郁郎 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80234037)
• Keywords: 走化性 / コレラ菌 / シグナル伝達 / べん毛 / レセプター

Research Abstract

コレラ菌は宿主体動物体内外での多様な環境中で生存するために、様々な刺激を認識し、それに対して適切な応答を行っている。コレラ菌の野生株にメチル化酵素CheR2を過剰発現して方向転換頻度の高い株とし、セリンまたはアラニンの走化性応答を調べた。次に、コレラ菌がこれらの化学物質の入ったcapillary内に誘引されるかどうか調べ、セリン、アラニン、システインを誘引物質と同定した。さらに胆汁が誘引作用を示したため、誘引物質の特定を検討している。一方、フェノールが忌避物質であることを示した。さらに、これらの物質を認識するレセプターについての研究を、大腸菌のタンパク質45種の遺伝子をクローン化し進めている。一方、コレラ菌の走化性相同遺伝子(che)群のうち、走化性への関与が考えられている領域IIについて、5つのcheY遺伝子をクローン化しその機能を調べた。結果、II領域のCheY3のみが大腸菌やコレラ菌の鞭毛回転を逆転させ、CheY3の野生型よりD16K変異体がより多くのタンブルを誘発していた。そこで、鞭毛回転方向制御にはII領域に存在するCheY3のみが関与すると結論した。続いて、IやIII領域のCheYの相互作用蛋白質を検索した。C末端にFLAGタグを付与したcheYホモログのconstitutive active変異体をコレラ菌に発現、精製し、その精製液をSDS-PAGEにかけた。CheYホモログと同時に精製されるタンパク質を検出し、その内すすぎ液には含まれない3種のタンパク質について、N末端の配列を決定した。その結果、HSP60、アクチンホモログであるMreB、toxin co-regulated pilusを構成するTcpAが同定された。現在、これらのタンパク質のCheY1との相互作用を確認し、他の共精製タンパク質についての同定を検討中である。

Research Products

• [Publications] Fukuoka, H., Homma, M., Ichihara, S.: "Flagellum-independent Trail Formation of Escherichia coli on Semi-solid Agar."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 67(8). 1802-1802 (2003)
• [Publications] Harshey, RM., Kawagishi, I., Maddock, J., Kenney, LJ.: "Function, diversity, and evolution of signal transduction in prokaryotes."Developmental Cell. 4. 459-465 (2003)