嫌気性アンモニア酸化細菌のバイオフィルム形成機構の解明

増殖速度が極めて遅く、平板培養例や純粋培養例は報告されていない嫌気性アンモニア酸化細菌(Anammox細菌)に関し、アンモニア代謝に必要であることが示唆されるバイオフィルム形成機構を解明した。Anammox Planctomycete Candidatus ‘Brocadiasinica’の断片化ゲノムDNAを用いたバイオフィルム形成に寄与する遺伝子の探索に続き,‘Brocadia sinica’の膜タンパク質解析を行った。マルチビーズショッカーによる菌体破砕後、膜画分を調製しSDS-PAGEによる膜タンパク質解析を行った。その結果、Brocadia sinicaは35kDa,45kDa,90kDaを分子量とする3種の膜タンパク質(P35,P45,P90)を産生・分泌していることを見出した。N末端アミノ酸解析により、3種全てのタンパク質は、アナモックス反応における重要な酵素であるヒドラジン加水分解に関与していることが示唆された。P35,P45,P90をコードしている遺伝子は、窒素飢餓に応答するシグマ54特異的二成分制御タンパク質をコードする遺伝子の下流に位置していた。3種類のタンパク質ならびに各タンパク質由来のシグナル配列をコードするORFを、それぞれpETベクターを用いて大腸菌DH5α(DE3)に導入し、遺伝子導入大腸菌のバイオフィルム形成量を測定した結果、明らかに組み換え大腸菌のバイオフィルム形成量が増加した。よって、大腸菌に産生されたBrocadia sinica由来の膜タンパク質は、大腸菌の膜表面に移行し、細胞の接着力を高めるように細胞膜構造を修飾していること、Brocadia sinica目身のバイオフィルム形成にも3種の膜タンパク質が大きく関与していることが強く示唆された。

増殖速度が極めて遅く、平板培養例や純粋培養例は報告されていない嫌気性アンモニア酸化細菌(Anammox細菌)に関し、アンモニア代謝に必要であることが示唆されるバイオフィルム形成機構を解明した。Anammox Planctomycete Candidatus ‘Brocadiasinica’の断片化ゲノムDNAを用いたバイオフィルム形成に寄与する遺伝子の探索に続き,‘Brocadia sinica’の膜タンパク質解析を行った。マルチビーズショッカーによる菌体破砕後、膜画分を調製しSDS-PAGEによる膜タンパク質解析を行った。その結果、Brocadia sinicaは35kDa,45kDa,90kDaを分子量とする3種の膜タンパク質(P35,P45,P90)を産生・分泌していることを見出した。N末端アミノ酸解析により、3種全てのタンパク質は、アナモックス反応における重要な酵素であるヒドラジン加水分解に関与していることが示唆された。P35,P45,P90をコードしている遺伝子は、窒素飢餓に応答するシグマ54特異的二成分制御タンパク質をコードする遺伝子の下流に位置していた。3種類のタンパク質ならびに各タンパク質由来のシグナル配列をコードするORFを、それぞれpETベクターを用いて大腸菌DH5α(DE3)に導入し、遺伝子導入大腸菌のバイオフィルム形成量を測定した結果、明らかに組み換え大腸菌のバイオフィルム形成量が増加した。よって、大腸菌に産生されたBrocadia sinica由来の膜タンパク質は、大腸菌の膜表面に移行し、細胞の接着力を高めるように細胞膜構造を修飾していること、Brocadia sinica目身のバイオフィルム形成にも3種の膜タンパク質が大きく関与していることが強く示唆された。