A01：「実験室進化で生じた大腸菌変異株の鉄輸送体に着目した進化プロセスの検証」
川上 了史（慶應義塾大学 理工学部）
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生物が利用する金属元素は生物種ごとに違いがあり、多様性があります。これは地球環境でも場所ごとに金属組成が異なり、それらの環境に生物が適応してきたためであると考えられています。しかし、これは状況からの解釈であって、生物の利用元素が切り替わる瞬間について直接的な観察を行えているわけではありませんでした。我々は、大腸菌をモデルに、鉄同族元素で大腸菌が通常接触しないルテニウムの存在下で長期培養を進めてきました。このような非天然の元素環境に暴露された大腸菌が、いかにしてその環境に適応するのかを解明することが、生物がどのようにして利用元素を選択しているのかを明らかにする第一歩になると考えたためです。実際に、ルテニウムを添加して培養した大腸菌集団から、一部の鉄酵素の機能欠損株が単離され、また、鉄輸送体や鉄取り込み関連遺伝子への変異が培養集団に広がっている様子も認められました。これらが具体的にどのような理由（あるいは機構）で生じているのか、鉄輸送体の機能に着目し、金属、小分子、タンパク質、ゲノムの複数の階層から分析して解明を目指します。
【関連する代表的論文】
N. Kawakami, O. Shoji and Y. Watanabe
“Single-step reconstitution of apo-hemoproteins at the disruption stage of Escherichia coli cells”
ChemBioChem 2012, 13, 2045–2047
DOI: 10.1002/cbic.201200446
N. Kawakami, T. Ueki, Y. Amata, K. Kanamori, K. Matsuo, K. Gekko and H. Michibata,
“A novel vanadium reductase, Vanabin2, forms a possible cascade involved in electron transfer”
Biochimica et Biophysica Acta 2009, 1794, 674–679
DOI: 10.1016/j.bbapap.2009.01.007
N. Kawakami, T. Ueki, K. Matsuo, K. Gekko and H. Michibata
“Selective metal binding by Vanabin2 from the vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea”
Biochimica et Biophysica Acta 2006, 1760, 1096–1101
DOI: 10.1016/j.bbagen.2006.03.013