ミヤコグサ根粒菌におけるアミノ酸代謝と宿主との物質交換の分子遺伝学的・生化学的解析

1)実験系の評価:材料とする菌株自体の特性を明確にするため、ミヤコグサまたは近縁のマメ科植物(西洋ミヤコグサやネビキミヤコグサ)の根粒から単離された国内外15株の根粒菌の16S rRNAならびにnodJ-nodS領域の部分塩基配列を新たに決定した。15菌株の宿主特異性を調べた結果は、16S rRNAを用いた結果より、nodJ-nodS領域を用いた結果より強くリンクしていた。これは宿主特異性に共生アイランドが主要な役割を果たしていることを示唆した。2)変異株作製:MAFF303099株のアミノ酸輸送系遺伝子や菌体表層構造の変異性を蓄積するために、大腸菌アルカリ性フォスファターゼphoA遺伝子の成熟タンパク質コード領域を含むmini-TnphoAを用いたトランスポゾン挿入実験を行った。約4000の挿入株から、357株のフォスファターゼ発現株を得た。これらは膜貫通タンパク質のペリプラズム露出部位またはペリプラズムタンパク質にin-frame融合しているものと期待できる。しかし、挿入株総数と期待される膜タンパク質遺伝子の数を勘案すると、フォスファターゼ発現株の数は多すぎると考えられた。これらの栄養要求性や菌体表層構造ならびに根粒形成能・共生能の評価を行うとともに、TnphoAによって破壊されていないと想定されるアルギニン合成系遺伝子などの有無をPCRで調べた。その結果は、集積した変異株候補のうち少なくとも65%、最大で85%程度が、非根粒菌の混入に由来するものと判断された。但し、残る15から30%程度の変異株の中には、共生不全のものが含まれ、新規の遺伝子の発見に繋がることが期待される。しかしながら、フェローの在日中には、inverse PCRやクローニングによる挿入断片の回収が十分に達成できず、遺伝子の同定は今後の課題である。

1)実験系の評価:材料とする菌株自体の特性を明確にするため、ミヤコグサまたは近縁のマメ科植物(西洋ミヤコグサやネビキミヤコグサ)の根粒から単離された国内外15株の根粒菌の16S rRNAならびにnodJ-nodS領域の部分塩基配列を新たに決定した。15菌株の宿主特異性を調べた結果は、16S rRNAを用いた結果より、nodJ-nodS領域を用いた結果より強くリンクしていた。これは宿主特異性に共生アイランドが主要な役割を果たしていることを示唆した。2)変異株作製:MAFF303099株のアミノ酸輸送系遺伝子や菌体表層構造の変異性を蓄積するために、大腸菌アルカリ性フォスファターゼphoA遺伝子の成熟タンパク質コード領域を含むmini-TnphoAを用いたトランスポゾン挿入実験を行った。約4000の挿入株から、357株のフォスファターゼ発現株を得た。これらは膜貫通タンパク質のペリプラズム露出部位またはペリプラズムタンパク質にin-frame融合しているものと期待できる。しかし、挿入株総数と期待される膜タンパク質遺伝子の数を勘案すると、フォスファターゼ発現株の数は多すぎると考えられた。これらの栄養要求性や菌体表層構造ならびに根粒形成能・共生能の評価を行うとともに、TnphoAによって破壊されていないと想定されるアルギニン合成系遺伝子などの有無をPCRで調べた。その結果は、集積した変異株候補のうち少なくとも65%、最大で85%程度が、非根粒菌の混入に由来するものと判断された。但し、残る15から30%程度の変異株の中には、共生不全のものが含まれ、新規の遺伝子の発見に繋がることが期待される。しかしながら、フェローの在日中には、inverse PCRやクローニングによる挿入断片の回収が十分に達成できず、遺伝子の同定は今後の課題である。