Life cycle of hyperthermophilic filamentous phage reveal to horizontal gene transfer and evolution in extreme environment

超嗜热丝状噬菌体的生命周期揭示了极端环境中的水平基因转移和进化

• 批准号: 20H02903
• 负责人: 土居 克実
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02903/
• 关键词: ファージ; トランスクリプトーム; プロテオーム; Transposase; 誘発; バクテリオファージ; 繊維状ファージ; トランスポゼース; 主要外殻タンパク質遺伝子; Geobacillus jurassicus; 好熱性微生物; 感染防御機構; 溶菌性ファージ; 溶原性ファージ; 分泌; 好熱性ファージ; Inovirus; Thermos thermophilus; M13; 一本鎖DNA結合性タンパク質; ゲルシ フトアッセイ; サーマルシフトアッセイ

好熱性繊維状ファージΦOH16ゲノム上に座乗するトランスポゼース様遺伝子(tnp)及び主要外殻タンパク質遺伝子（mcp）に着目した。一部のThermus属細菌ゲノム上にΦOH16ゲノムと相同な領域が見つかっており、ΦOH16由来Tnpが働いた痕跡として考えられた。しかし、ΦOH16由来tnpコードタンパク質の転移活性は不明のため、tnpの機能解析を行った。まず、ΦOH16由来tnp遺伝子を大腸菌内で発現、精製後、ゲルシフトアッセイを行った。その結果、認識配列含有プローブDNAのみがTnp結合能を示し、タグ付加Tnpに比べタグ除去Tnpを加えた場合が移動度が小さい事から、TnpはN末端側にDNA認識または結合に関わるモチーフを持つことが推測され、認識配列非含有プローブDNAへのTnpの結合も同様であった。Thermus属ゲノムにはファージ遺伝子が順序通りに組み込まれており、ΦOH16 Tnpはtnpと隣接遺伝子間の領域を認識して結合するが誤った切断・転移を防ぐ制御機構の存在が推察された。一方、繊維状ファージの分泌に関与する主要外殻タンパク質（MCP）の機能を解明するため、本遺伝子をpTXB1ベクター及びpSix4ベクターにより、大腸菌およびT. thermophilusに導入して組換えタンパク質を発現させたところ、MCPは大腸菌でも好熱菌でも不溶性タンパク質として生産された。MCPの膜貫通領域の疎水性残基により可溶化が阻害されると推察した。また、新たな好熱性ファージを探索するため、アイスランドの地熱域から熱水を採取し、これらを25種のGeobacillus属細菌を指示菌とした二重寒天法により単離を行った。その結果、Krysuvik及びHveradalirの熱水（約70℃）からGeobacillus jurassicusに感染する溶菌性ファージを単離した。

Good thermal stability, good thermal stability. A part of Thermus bacteria is found in the same field as ΦOH16. ΦOH16 is derived from Tnp. The function of tnp is analyzed. The function of tnp is analyzed. The protein is produced in Escherichia coli from tnp gene, purified and processed. The results showed that the binding energy of Tnp with DNA was higher than that of Tnp with DNA on the N-terminal side. The binding energy of Tnp with DNA was higher than that of Tnp with DNA on the N-terminal side. Thermus genus is composed of two parts: one part is connected to the other part, the other part is connected to the other part. The function of MCP is related to secretion of protein, protein and E. coli. Thermophilus is introduced into the system and the substance is produced. MCP is produced by Escherichia coli and insoluble bacteria. The solubility of the water-soluble residues in MCP membrane penetration domain was investigated. 25 species of Geobacillus species were identified in the study. Hot water (about 70℃) from Krysuvik and Hveradalir was used to isolate Geobacillus jurassicus.

项目成果

Holin 遺伝子導入細胞株の樹立およびそれらのガン悪性形質抑制効果

Holin基因导入细胞系的建立及其对癌性恶性特征的抑制作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 堀江裕介;白澤拓海;千羽啓太;照屋輝一郎;片倉喜範;土居克実
• 通讯作者: 土居克実

Characterization and Genome Structure of Virulent Phage EspM4VN to Control Enterobacter sp. M4 Isolated From Plant Soft Rot

• DOI: 10.3389/fmicb.2020.00885
• 发表时间: 2020-06
• 期刊: Frontiers in Microbiology
• 影响因子: 5.2
• 作者: N. C. Thanh;Yuko Nagayoshi;Yasuhiro Fujino;K. Iiyama;N. Furuya;Y. Hiromasa;T. Iwamoto;Katsumi Doi

好熱菌を宿主としたクロラムフェニコール耐性遺伝子の耐熱化

以嗜热菌为宿主的氯霉素抗性基因的热稳定性

• 发表时间: 2021
• 作者: 森田大幹;藤野泰寛;飯田拳史;土居克実
• 通讯作者: 土居克実

アイスランド大学(アイスランド)

冰岛大学（冰岛）

Bacillus cereusグループの広宿主域Jumboファージのゲノム構造と感染機構

蜡状芽孢杆菌广宿主范围巨型噬菌体的基因组结构和感染机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Miah Roni;Nina Shun;Murate Takeru;Kataoka Naoya;Matsutani Minenosuke;Ano Yoshitaka;Matsushita Kazunobu;Yakushi Toshiharu;土居克実
• 通讯作者: 土居克実