環境ゲノムからのバイオナノマグネタイト合成遺伝子群の探索

从环境基因组中寻找生物纳米磁铁矿合成基因

基本信息

批准号：
18018013
负责人：
松永是
金额：
$ 4.93万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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

项目摘要

環境中に存在する細胞数の少ない磁性細菌からもゲノム情報を獲得することを目的として、全ゲノム情報の明らかにされている磁性細菌Magnetospirillum magneticum AMB-1 株を用いて、MDAによるゲノム増幅の検討を行った。フローサイトメトリーによって細胞数を正確に分取したサンプルについてMDAを行った。得られたMDA産物に対する増幅について、qRT-PCRを用いた各遺伝子のコピー数から定量的に評価を行ったところ、ゲノムワイドに分布する8個の遺伝子(mms6,mms7,mms13,mms24, mamJ,argK,mpsA,magA)のコピー数の相対比から、各遺伝子が均一にMDAによって増幅されていることがわかった。そこで、多様な細菌が観察された環境サンプルを使用してMDAを行い、増幅産物のshearingによる断片化処理後、BACベクターにクローニングを行った。得られたライブラリーの平均インサートサイズは、約7.5 kbであった。次に、バイオナノマグネタイト合成に関与する遺伝子群の探索を行った。その結果、結晶形成に関与するタンパク質をコードする遺伝子mms6と相同性を持つ新規遺伝子が同定され、Mms6のN末端領域に相当する遺伝子配列において塩基置換が確認された。一方で、C末端領域には塩基置換は見られず、本領域の高い保存性が確認された。同様に、mms7に相同性を持つ遺伝子も得られた。さらに、16S rDNAに基づいた分子系統解析を行ったところ、顕微鏡観察結果と一致するMagnetospirillum属、及びMagnetococcus属の細菌が同定された他、新規と考えられる磁性細菌の存在が確認された。また、Magnetococcus属は大きく4つのクラスターに分類されることが新たに明らかにされた。

为了从环境中获取很少有细胞的磁性细菌的基因组信息，我们使用磁性磁细菌磁性磁性磁性AMB-1研究了MDA的基因组扩增，该磁细胞已通过全基因组信息揭示。在通过流式细胞仪分离的精确细胞计数的样品上进行MDA。使用QRT-PCR对每个基因的拷贝数进行了定量评估所获得的MDA产品的扩增，发现每个基因都从8个基因的相对拷贝数（MMS6，MMS7，MMS13，MMS13，MMS13，MMS24，MMS24，MMMJ，MAMJ，MAMJ，MAMJ，MAGK，MAGA，MAGA，MAGA）中分布在基因上。因此，使用观察到多种细菌的环境样品进行MDA，并在放大产物的碎裂后进行剪切，然后将放大产物克隆到BAC载体中。所得库的平均插入大小约为7.5 kb。接下来，我们搜索了与二烷磁铁矿合成有关的基因。结果，鉴定了与MMS6同源的新型基因，该基因编码了与晶体形成有关的蛋白质，并在与MMS6的N末端区域的基因序列中确认了碱基取代。另一方面，在C末端区域未观察到基本替代，并且确认了该区域的高保护特性。同样，还获得了与MMS7同源的基因。此外，基于16S rDNA的分子系统发育分析鉴定出与显微镜观察结果一致的磁螺螺中的细菌和磁铁球菌的细菌，并确认存在被认为是新颖的磁性细菌。还新发现的是，磁铁属属被广泛分为四个簇。