バイオインフォマティクス的手法によるナノバイオ磁性粒子生成機構の解明

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前年度までの成果として得られた、磁性細菌Magnetospirillum magneticum AMB-1株の全塩基配列及び全遺伝子情報を利用して以下のような解析を行った。1.磁性細菌-非磁性細菌種間での遺伝子レベルの比較解析公共ゲノムデータベースに登録されている168種の原核微生物の全ゲノムデータを利用して、AMB-1を含む磁性細菌3種と非磁性細菌種168種間で遺伝子レベルでの比較解析を行い、磁性細菌種に特徴的な488個の遺伝子を同定した。それら遺伝子のうち約70%が、データーベースに登録されていない新規な遺伝子であった。また残り30%の遺伝子中では、シグナル伝達系の機能を有する遺伝子がほとんどを占めており、磁性細菌種に特異的なシグナル伝達系路すなわち磁石を合成する為の経路の存在が示唆された。2.磁性細菌種間特異的遺伝子のマッピングによるgenomic islandの同定1.により同定した488の遺伝子座標をゲノムマップにマッピングしたところ、それらの遺伝子が有意に集中している領域が存在していた。その領域のGC含量は、他の領域に比べ低くなっており、この領域が外来性であることを示唆している。この100kbの領域は、菌体の培養中に突然変異的に生じる磁石合成能欠損株中で抜け落ちていることが観察されていることを考慮して、この領域が磁石合成にクリティカルな機能を持つgenomic islandである可能性が示唆された。また、この領域の塩基配列を精査したところ、この領域を挟むように存在する1.1kbの繰り返し領域と、その一つに近接する組み換え酵素インテグラーゼ遺伝子の存在が確認された。このことから、この領域は、この1.1kbの繰り返し配列を基点としインテグラーゼ活性によってゲノムから遊離するといった機構が考えられた。