A novel platform of functional nanostructure-a unique outer-synthesis of unique membrane vesicles and their application-

回遊性魚類の腸管より採取された低温適応性のグラム陰性細菌 Shewanella vesiculosa HM13 は、近縁の Shewanella 属や大腸菌に比べて細胞外膜小胞 (Extracellular membrane vesicles, EMVs) を高生産する。本菌の EMV は、主要な積荷タンパク質として機能未知タンパク質 P49 を輸送していることから、本菌の P49 選択的な EMV への積荷輸送機構は、細菌の EMVs の表層工学や、異種タンパク質の分泌生産への応用が期待されている。本研究では、P49 が EMVs の分散性を制御する表層タンパク質であることを見いだした。P49 をコードする遺伝子を破壊した P49 欠損株が生産する EMVs をナノ粒子軌跡法で解析したとき、野生株由来の EMVs に比べて凝集した EMVs の形成が顕著に促進されていることがわかった。 P49 欠損株の EMVs に P49 の精製タンパク質を添加した結果、EMVs の凝集体形成は抑制され、約 70 nm の分散した粒子が主要な粒子として検出された。 P49 欠損株由来の EMVs を詳細に解析した結果、本菌の EMVs には、P49 依存的に膜小胞の表層に約 5 nm の微粒子が生じることがわかった。さらに、P49 の欠損は、EMVs のゼータ電位の絶対値を小さくした。以上の結果は、P49 は EMVs の表層と相互作用し、膜小胞表面の電荷を制御することで、EMVs の分散性を維持していることが示された。

回遊性魚類の腸管より採取された低温適応性のグラム陰性細菌 Shewanella vesiculosa HM13 は、近縁の Shewanella 属や大腸菌に比べて細胞外膜小胞 (Extracellular membrane vesicles, EMVs) を高生産する。本菌の EMV は、主要な積荷タンパク質として機能未知タンパク質 P49 を輸送していることから、本菌の P49 選択的な EMV への積荷輸送機構は、細菌の EMVs の表層工学や、異種タンパク質の分泌生産への応用が期待されている。本研究では、P49 が EMVs の分散性を制御する表層タンパク質であることを見いだした。P49 をコードする遺伝子を破壊した P49 欠損株が生産する EMVs をナノ粒子軌跡法で解析したとき、野生株由来の EMVs に比べて凝集した EMVs の形成が顕著に促進されていることがわかった。 P49 欠損株の EMVs に P49 の精製タンパク質を添加した結果、EMVs の凝集体形成は抑制され、約 70 nm の分散した粒子が主要な粒子として検出された。 P49 欠損株由来の EMVs を詳細に解析した結果、本菌の EMVs には、P49 依存的に膜小胞の表層に約 5 nm の微粒子が生じることがわかった。さらに、P49 の欠損は、EMVs のゼータ電位の絶対値を小さくした。以上の結果は、P49 は EMVs の表層と相互作用し、膜小胞表面の電荷を制御することで、EMVs の分散性を維持していることが示された。