1細胞の環境磁性細菌からのバイオマグネタイト合成遺伝子群の獲得

从单细胞环境磁杆菌中获取生物磁铁矿合成基因

基本信息

批准号：
20018007
负责人：
新垣篤史
金额：
$ 4.42万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20018007/
关键词：
磁性細菌 1細胞メタゲノムバイオマグネタイト形態制御

项目摘要

本研究では、磁気分離とフローサイトメーターを用いた単一細菌種の調製法、およびMDA (multiple displacement amplification)によるゲノム増幅法を構築し、環境中の少数の磁性細菌からのゲノム獲得を目的とした。はじめに、全ゲノム配列が明らかにされているM. magneticum AMB-1株をモデルとして、少数細胞からのMDAによるゲノム増幅について検討を行った。RT-PCRによる解析の結果、100細胞をテンプレートとして使用することで反応が良好に行えていることが示され、以下の検討においては、100細胞の細菌を使用することとした。池や河川支流から球状の磁性細菌が高い割合で含まれるサンプルと、少数の桿状の磁性細菌が含まれるサンプルを採取し、磁性細菌の分離を行った。球状の細菌が確認されたサンプルの電子顕微鏡観察から、球状の磁性細菌は直径約2岬で、目的とする長形のバイオマグネタイトを合成する細菌であることがわかった。同土壌からゲノムを抽出し、16S rDNA解析を行ったところ、球状の磁性細菌群は、Magnetococcusに近縁の2系統の細菌種から構成されることが示された。また、磁性細菌は土壌中の全細菌のおよそ10%を占めることが示唆され、本サンプル中において優先種であることが考えられた。次に、Race Track法による磁性細菌の磁気分離と、フローサイトメーターによる細胞の分離を連続的に行い、土壌サンプルから磁性細菌を精製した。調製された100細胞をテンプレートとしてMDAを行い、ゲノムを増幅した。MDA産物の16SrDNA解析を行ったところ、得られた100クローン以上のシークエンスは全て同一のMagnetococcusの磁性細菌と相同性を示し、単一細菌種に由来することが確認された。

在本研究中，我们开发了使用磁分离和流式细胞仪的单一细菌物种制备方法，以及使用MDA（多重位移扩增）的基因组扩增方法，目的是从环境中的少量磁性细菌中获得基因组。做过。首先，我们使用磁磁杆菌 AMB-1 菌株（其整个基因组序列已被揭示）作为模型，研究了通过 MDA 对少量细胞进行的基因组扩增。 RT-PCR分析的结果显示，以100个细胞为模板反应良好，因此决定在接下来的研究中使用100个细菌细胞。从池塘和河流支流中采集含有高比例球形磁性细菌的样品和含有少量棒状磁性细菌的样品，并分离出磁性细菌。对确认为球形细菌的样品进行电子显微镜观察，发现球形磁性细菌的直径约为2海角，是合成所需细长生物磁铁矿的细菌。从同一土壤中提取的基因组和16S rDNA分析表明，球形磁细菌群由与磁球菌密切相关的两个细菌种类组成。研究还表明，磁性细菌约占土壤中所有细菌的 10%，表明它们是该样本中的优先物种。接下来，我们通过使用赛道法依次进行磁性细菌的磁分离和使用流式细胞仪的细胞分离，从土壤样品中纯化磁性细菌。使用制备的100个细胞作为模板进行MDA以扩增基因组。当对MDA产物进行16S rDNA分析时，获得的100多个克隆的序列均与相同的磁球菌磁性细菌显示出同源性，证实它们源自单一细菌物种。