微生物共生系の分子基盤：深海底において糖鎖が織りなす生物間相互作用の体系的解明

微生物共生系统的分子基础：系统阐明深海海底糖链编织的生物体之间的相互作用

• 批准号: 20H03322
• 负责人: 中川 聡
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03322/
• 关键词: 糖鎖; 共生; 深海底熱水活動域; 糖鎖; 共生; 深海底熱水活動域

本研究の目的は、深海底熱水活動域において強固な共生関係にある生物間（微生物-大型生物や古細菌-古細菌等）の相互作用を、世界で初めて糖鎖生物学の観点から体系化することにある。本研究において、『共生微生物の糖鎖によるタンパク質／脂質の修飾量と組み合わせ（微生物が纏うドレス）が、深海底において生物間の共生を成立させる普遍的分子基盤である』という独自の仮説を検証するため、①超高解像度質量分析技術を用いた糖鎖修飾分子の網羅的同定と構造解析、②糖鎖修飾蛍光ビーズ（人工共生菌）を用いた感染実験による糖鎖の機能解明、を実施し目的を達成する。本研究は、深海底における異種生物間の分子的コミュニケーション手段の研究を通じて、人類に蔓延する病原性微生物の誕生過程の解明、さらには共生（感染）機構を標的とした革新的治療法の開発に益することを目指している。2022年度は、主に深海底熱水活動域に棲息する細胞内共生微生物を解析対象とし、超高分解能質量分析技術を用いてグライコプロテオーム解析（糖鎖とタンパク質の網羅的解析）を行った。その結果、これまでの研究より極めて高い正確性で、細胞内共生微生物が、細胞内共生時に特異的に発現させると考えられる多様な糖タンパク質や糖鎖をほぼ網羅的に同定することに成功した。なお、本年度の研究に関連する成果の一部は学会や国際誌等で報告した。

这项研究的目的是将生物体（微生物，大生物体，古细菌，古细菌等）之间的相互作用系统化，从而从全球第一次的糖生物学角度来看，在深海热液活动区域具有很强的共生关系。在这项研究中，我们将研究以下独特的假设：“蛋白质/脂质修饰的量和聚糖在共生微生物中的组合（微生物所穿的衣服）是普遍的分子基础，是一种在深海中实现生物体之间的共生式的共生基础，我们将使用深层识别和结构分析的整体分析，”光谱技术和2）通过使用聚糖改性的荧光珠（人造共生细菌）来实现我们的目标，通过感染实验阐明了聚糖的功能。这项研究旨在帮助阐明人类普遍存在的致病微生物的出生过程，并通过研究深海地板中异质生物之间的分子通信的研究来开发针对共生（感染）机制的创新疗法。在2022财年，主要生活在深海热液活动区域中的细胞内共生微生物，以及使用超高分辨率的质谱技术进行了糖蛋白质组学分析（对聚糖和蛋白质的综合分析）。结果，具有比以前的研究高得多的精度，我们几乎能够全面地识别各种糖蛋白和聚糖，这些糖蛋白和聚糖被认为是在细胞内共生中特别表达的。与今年研究有关的一些结果已在学术会议和国际期刊上报道。