磁性細菌ディスプレイによる磁気トラップリガンドスクリーニングシステムの開発

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これまでに様々な機能性分子を細胞表層に提示する、細胞表層ディスプレイ技術を利用したスクリーニング技術が開発されている。しかしながらそのスクリーニング過程における細胞の回収及び洗浄に、遠心機などの大型な機械を要し、スループットの低下を招くことや、さらには「ディスプレイ分子とその配列及び遺伝子情報の対応付け」の困難さもまた大きな問題点として挙げられる。そういった中で菌体内に磁石を生成する磁性細菌を利用した細胞表層ディスプレイ技術が確立できれば、遠心機に頼らず磁力による簡便な菌体の回収が可能となると共に、磁力による細胞トラップアレイを利用することで、ポジティブクローンを簡便に選定でき容易にその配列及び遺伝子情報の抽出が可能となると期待される。そこで磁性細菌Magnetospirillum magneticum AMB-1の外膜タンパク質プロファイルから、最も高発現しているMembrane Specific Protein (Mspl)タンパク質に着目し、これをキャリアー分子の候補として用い、このMsplの二次構造予測から機能性分子を細胞外にディスプレイするサイトを選定した。また本サイトに機能性分子として6残基のヒスチジン分子をディスプレイし、抗体との結合アッセイや重金属回収能の評価から、世界で始めて磁性細菌を用いた細胞表層ディスプレイ技術の確立に成功した。さらに、得られた形質転換体はカドミウムイオンなどの汚染水系において、水質を浄化しつつ磁力によって容易に回収及び濃縮可能であることが示された。この磁石を生成するという付加価値を持った新規の細胞表層ディスプレイ技術を利用することで、今後既往の遠心などを利用した方法ではなく、簡便な磁気スイッチング細胞トラップスクリーニング技術や新規生物吸着剤などへの応用展開が期待される。