2018 Fiscal Year Research-status Report
Interactions between the cytoskeletal filaments and de novo synthesized magnetic organelles in magnetotactic bacterial cells
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17KK0145
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
田岡 東 金沢大学, 生命理工学系, 准教授 (20401888)
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| Project Period (FY) |
2018 – 2020
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| Keywords | 細胞骨格 / 磁気感知 / 原核細胞オルガネラ / 細菌 / 磁気微粒子 / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁性細菌のMamK 細胞骨格は、磁気オルガネラであるマグネトソームを直鎖状に固定し、細胞内への物理的な拡散を防ぐことで、マグネトソームを磁気センサーとして機能させている。本研究では、海外共同研究者が開発したマグネトソームの形成を分子生物学的に制御できる磁性細菌株を用いて、細胞内に合成されたマグネトソームがどのように細胞骨格に結合し、直鎖状に配置されるのかを解析する。
今年度は、国際共同研究の準備のため、マグネトソーム生細胞蛍光イメージング法の改良を行った。これまで、研究代表者はマグネトソームに特異的に局在する蛋白質とGFPとの融合蛋白質を用いて、マグネトソームの生細胞蛍光観察を行っている。本研究では、マグネトソームとMamK細胞骨格の同時観察を行うため、磁性細菌Magnetospirillum magneticum AMB-1で利用可能な標識蛋白質の種類を増やす必要がある。そこで、いくつかの蛍光蛋白質のAMB-1細胞内での発現を試みたところ、Halotag蛋白質の発現に成功した。Halotagでは、任意の蛍光色リガンドを培養液に加えることで、細胞内のHalotag蛋白質を蛍光標識できる。GFP標識蛋白質とHalotag標識蛋白質を同時にAMB-1内で発現することで、２種類の標的蛋白質の同時観察が可能になった。研究代表者は、2019年3月から9月までの予定で、海外研究機関（米国カリフォルニア大学バークレー校）へ渡航中であり、国際共同研究者の作製したマグネトソーム形成を制御できる磁性細菌株（QInd株）と渡航先研究機関の最新顕微鏡技術、研究代表者のマグネトソームのイメージング技術を組み合わせ、マグネトソーム形成過程におけるMamK細胞骨格の役割を解析するための研究を実施している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究代表者は、2018年度の当初の研究計画の通り、国際共同研究者と実施する共同研究の準備のため、磁性細菌細胞内におけるマグネトソームとMamK細胞骨格の同時生細胞イメージングの実験系を確立した。また、国際共同研究者の研究機関への渡航準備を完了した。研究代表者は、予定通り2019年3月より、国際共同研究者の研究機関へ渡航し、細胞内で新たに形成されたマグネトソームがどのようにMamK細胞骨格に結合し、鎖状に配列されるのかを観察、解析するため国際共同研究を実施中であり、研究計画通りに順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究代表者は、2019年度の前半期間、海外研究機関へ渡航しQInd 株と研究代表者が最適化した生細胞イメージング法を用いて、QInd 株内で新規に合成されたマグネトソーム動態とMamK細胞骨格の相互作用を観察し、MamK細胞骨格によるマグネトソーム配置のメカニズムを、海外研究機関の最新の顕微鏡技術を用いて解析する。海外共同研究者は、QInd 株の改良を担当する他、研究室の最新の顕微鏡設備を提供する。帰国後は、渡航先で作製したMamK観察に最適化されたQInd 株と研究代表者が保有する全反射蛍光顕微鏡を用いて、渡航中に得た観察結果を、別の観察方法で検証するとともに、QInd 株に変異型MamKを発現させた際のマグネトソーム配置への影響を調べる。
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