微生物による外膜小胞を介した細胞外セレン粒子生成メカニズムの解明

阐明微生物通过外膜囊泡产生细胞外硒颗粒的机制

• 批准号: 20J40237
• 负责人: 越智 杏奈
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J40237/
• 关键词: セレン粒子; 亜セレン酸; 膜小胞; 元素状セレン; 大腸菌; 細胞外小胞; 外膜小胞

令和４年度は「微生物による細胞外セレン粒子 (SeNPs) 排出メカニズムの解明」を目的とし、Escherichia coliによるSeNPs生成と膜小胞 (MVs) の関係性を調べた。E. coliは、溶液中の亜セレン酸を還元し、赤色のSeNPsを細胞外に生成する。E. coliにおいて、亜セレン酸は細胞質中で還元されると考えられており、SeNPsは細胞内で形成された後、細胞外へ排出されると予想される。不要性のSeNPsを細胞外に排出する方法として、全てのグラム陰性菌に見られるMVsの関与が考えられる。E. coliを亜セレン酸含有培地で培養し、細胞外SeNPs を培養後の培地上清から遠心分離によって精製した。精製したSeNPsのプロテオーム解析を行った結果、SeNPsにはMVsに関係する外膜タンパク質やペリプラズムタンパク質だけではなく、内膜タンパク質および細胞質タンパク質も多く含まれていることが分かった。さらに、SeNPsを還元して残った膜構造を回収し、TEMで観察すると、2重膜が見られた。これらの結果から、E. coliにおいてSeNPsは細胞質内で形成され、内外膜小胞を介して細胞外に放出されることが明らかとなった。さらに、外膜の構造に関わる遺伝子の欠損株において、SeNPsを細胞内に蓄積するものを見出している。これらの株のSeNPs生成の様子を位相差顕微鏡、透過型電子顕微鏡 (TEM)により観察したところ、SeNPsは細胞内または巨大な膜構造中に留まっていた。これらの欠損株は、膜構造の完全性が失われることにより、異常な形状のMVsを形成する。このことより、E. coliにおけるSeNPsの細胞外への排出には膜構造の完全性と正常なMVsの放出が必要であることが示唆された。

Reiwa 4th year "Microorganism Extracellular SeNPs (SeNPs) excreted SeNPs Explanation" aim of the project, Escherichia coli SeNPs production and membrane vesicles (MVs)のrelational べた. E. coli, the acid in the solution is reduced, and the red SeNPs are generated outside the cell. E. coli において, 亜セレン acid は in the cytoplasm of the で さ れ る と 考 え ら れ て お り, After the SeNPs are formed inside the cells, they are discharged outside the cells. The non-toxic SeNPs can be excreted outside the cells using the method of excretion, and the detection of all negative bacteria and MVs can be done with the test. E. coli をを亜セレン acid contains tertiary culture, extracellular SeNPs, clarified from the terrestrial soil after culture, and purified by telecentric separation. Refined SeNPs analysis results, SeNPs MVs relationship, outer membrane quality controlプラズムタンパク性だけではなく、INTIMUM タンパク色およびcytoplasm タンパク性も多く有まれていることが分かった.さらに、SeNPs をreduction して residual ったmembrane structure をrecycling し、TEM Observation すると、2-layer film が见られた. As a result, E. coli SeNPs are formed in the cytoplasm, and the inner and outer membrane cells are released outside the cell.さらに, the structure of the outer membrane is closed and the remaining parts of the body are damaged, and the SeNPs are accumulated in the cell and see out. SeNPs-generated phase difference micromirrors and transmission electron micromirrors produced by SeNPs (TEM) The structure of the SeNPs inside the cell and the huge membrane structure are maintained in the structure. There is a loss of strain, a loss of integrity of the membrane structure, and the formation of abnormally shaped MVs.このことより, E. coli における SeNPs の extracellular へ の membrane structure に の completeness と normal MVs の release が で あ る こ と が Show 唆 さ れ た.

项目成果

大腸菌が生成・排出するセレンナノ粒子の透過型電子顕微鏡解析

大肠杆菌产生和分泌的硒纳米颗粒的透射电子显微镜分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 芝本佳永;越智杏奈;豊竹洋佑;青野陸;井上真男;今井友也;三原久明
• 通讯作者: 三原久明

Biogenic extracellular selenium particles are wrapped within membrane vesicles in Escherichia coli

生物源细胞外硒颗粒包裹在大肠杆菌的膜囊泡内

• 发表时间: 2022
• 作者: Kano Shibamoto;Anna Ochi;Yosuke Toyotake;Riku Aono;Masao Inoue;Tomoya Imai;Hisaaki Mihara
• 通讯作者: Hisaaki Mihara

Aminobacter属細菌に新たに見つかったトリメチルセレノニウム・トリメチルスルフォニウム資化遺伝子群

氨基杆菌中新发现的三甲基硒和三甲基锍同化基因

• 发表时间: 2022
• 作者: 角田 恒雄;神澤 秀明;坂本 稔;安達 登;藤尾 慎一郎;福田 孝一;篠田 謙一;越智杏奈,寺部千夏,井上真男,田中麻衣,青野陸,北山香織,栗原達夫,佐藤総一,小椋康光,三原久明
• 通讯作者: 越智杏奈,寺部千夏,井上真男,田中麻衣,青野陸,北山香織,栗原達夫,佐藤総一,小椋康光,三原久明

Roles of RecA in growth and round-body formation of Bacillus subtilis exposed to selenite

RecA 在亚硒酸盐下枯草芽孢杆菌生长和圆体形成中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: Anna Ochi;Masao Inoue;Riku Aono;Hisaaki Mihara
• 通讯作者: Hisaaki Mihara

土壌微生物由来トリメチルセレノニウム脱メチル化酵素の発見と機能解析

土壤微生物三甲基硒脱甲基酶的发现及功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木 健之; 臺野 和広; 甘崎 佳子; 森岡 孝満; 山田 裕; 柿沼 志津子;藤川清史，チョウ・パニット;内田 透梧 ，越智 杏奈 ，高野 将光 ，井上 真男 ，青野 陸 ，佐藤 聡一 ， 小椋 康光 ，三原 久明
• 通讯作者: 内田 透梧 ，越智 杏奈 ，高野 将光 ，井上 真男 ，青野 陸 ，佐藤 聡一 ， 小椋 康光 ，三原 久明