体腔器官の分子移植による細菌の構造と機能の大規模改変とその応用

体腔器官分子移植大规模改造细菌结构和功能及其应用

• 批准号: 18658033
• 负责人: 村田 幸作
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18658033/
• 关键词: 体腔; 器官分子移植; 環境浄化; 巨大分子輸送; 細胞表層構造; フラジェリン; アルギン酸; ダイオキシン; Sphingomonas属細菌; 分子移殖; 膜輸送機構; bioremediation

細菌細胞表層は、微細な構造と機能を除いて構造的・機能的に均一かつ固定的と想定される。しかし、Sphingomonas属細菌においては、細胞表層分子の再編によって細胞表層に巨大な孔「体腔」が形成されることを見出し、微生物の形態形成と細胞表層の構造と機能に関して新たな局面を拓いた。この開閉自在の体腔は、メソソームやエンドサイトーシスの形成と機能、更にはそれらの分子進化の理解にも関わる重要な内容を有している。また、本申請研究では、体腔を他の細菌に分子移植する、つまり器官の移植による大規模な細胞改変技術の確立を目指した。その結果、体腔は同じ属の細菌には効率よく分子移植できることを明らかにした。移植された細胞では巨大な体腔が形成され、アルギン酸、ダイオキシン、ポリプロピレングリコール、ポリデキストロースなど、分子サイズと分子構造を問わず体腔から丸呑みされ、細胞内で効率よく分解されることを明らかにした。環境有害物質の分解は、基本的には強い分解能を有する微生物の選択に依拠しているが、環境有害物質の分子サイズや溶・不溶的多様性に十分対応するものではない。しかし、分子移植した体腔は、低分子物質から不溶性顆粒をも含めた巨大物質を呑み込む能力を有することから、体腔の分子移植によって創成される細菌は、バイオレメディエーションの画期的な発展を促す可能性を示唆した。特に、ダイオキシン分解能を有するSphingomonas wittichii RW1に体腔を移植することにより、ダイオキシンを格段に強く分解する菌株を育種された。ただ、体腔の移植は現段階ではSphingomonas属細菌に限定されるが、新たにAgrobacterium属細菌にも分子移植できる可能性を明確にした。これにより、全ての細菌に体腔を分子育種する基本的条件の設定に目途が付いた。

The surface layer of bacterial cells is composed of fine structure and function. The structure and function are uniform and fixed. It has been seen that in bacteria belonging to the genus Sphingomonas, huge pores "body cavities" are formed in the cell surface due to the reprogramming of molecules on the cell surface. A new situation has been created in the relationship between the morphogenesis of microorganisms and the structure and function of the cell surface. The open and close nature of the body cavity is related to the formation and function of the system, and the important content of the understanding of molecular evolution is related to the development of the system. The present study aims to establish a large-scale cell modification technique for molecular transplantation of other bacteria into body cavities and organs. The result is that the bacteria of the same genus are transplanted into the body. Transplantation of cells into large body cavity, loss of protein, loss of protein. The decomposition of environmental harmful substances is based on the strong decomposition ability of microorganisms, and the diversity of molecular solvents and insoluble substances of environmental harmful substances is very relevant. The ability of molecular transplantation in vivo, including insoluble particles, and the ability of molecular transplantation in vivo, to promote the development of bacteria in vivo, and to promote the development of bacteria in vivo Sphingomonas wittichii RW1 is a strain that can be isolated from a single cell. The present stage of coelomic transplantation is limited to Sphingomonas and the possibility of molecular transplantation is clarified. The aim of this study is to establish the basic conditions for molecular breeding of bacteria.

项目成果

Hydration of vinyl ether groups by unsaturated glycoside hydrolases and their role in bacterial pathogenesis.

• 发表时间: 2007-12
• 期刊: International microbiology : the official journal of the Spanish Society for Microbiology
• 作者: W. Hashimoto;T. Itoh;Y. Maruyama;B. Mikami;K. Murata

微生物を創る -口を持ったスーパー細菌-

创造微生物——用嘴创造超级细菌——

• 发表时间: 2006
• 期刊: バイオニクス 4月号
• 作者: Nakano;R.;Y. Ishikawa;S. Tatsuki;A. Surlykke;N. Skals and T. Takanashi;中野・石川・田付・Skals・Surlykke・高梨;Kousaku Murata;Yukie Maruyama;Zhongli Cui;Akihito Ochiai;Yukie Maruyama;Wataru Hashimoto;橋本 渉;Yuji Aso;Akihito Ochiai;麻生祐司;宮本裕希子
• 通讯作者: 宮本裕希子

サルモネラ菌由来機能不明タンパク質YihSの構造・機能解析:ポスト構造ゲノミクスに向けて

YihS（一种源自肠沙门氏菌的功能未知的蛋白质）的结构和功能分析：迈向后结构基因组学

• 发表时间: 2008
• 作者: Takafumi;Itoh;Wataru;Hashimoto;Bunzo;Mikami;Kousaku;Murata;Takafumi Itoh;Takafumi Itoh;Takafumi Itoh;Akihito Ochiai;Takafumi Itoh;伊藤貴文
• 通讯作者: 伊藤貴文

Engineered membrane superchannel improves bioremediation potential of dioxin-degrading bacteria

• DOI: 10.1038/nbt1181
• 发表时间: 2006-02-01
• 期刊: NATURE BIOTECHNOLOGY
• 影响因子: 46.9
• 作者: Aso, Y;Miyamoto, Y;Murata, K
• 通讯作者: Murata, K

A structural factor responsible for substrate recognition by Bacillus sp. GLl xanthanlyase that acts specifically on pyruvated side chains of xanthan

负责芽孢杆菌属底物识别的结构因子。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Biochemistry 46
• 作者: Yukie;Maruyama;Bunzo;Mikami;Wataru;Hashimoto;Kousaku;Murata;Zhongli Cui;Akihito Ochiai;Akihito Ochiai;Yukie Maruyama
• 通讯作者: Yukie Maruyama