月: 2022年10月

Nature、Technology

O-Mannose修飾を受けたα-ジストログリカンとガレクチンとの相互作用について

北大・次世代物質生命科学研究センターらのグループは、O-Mannose修飾を受けたα-ジストログリカンとガレクチンとの相互作用について、特にcore M1に着目した研究結果を報告しています。 https://www.nature.com/articles/s41598-022-22758-0 O-Mannose (O-Man) の修飾構造は、ヒトにおいては正常な発達に必要な限られたタンパク質にのみ見られるもので、筋肉および神経生理学において重要な機能を持っていることが分かっています。 α-ジストログリカン (α-DG) は、ジストログリカン (DG) の細胞外成分であり、最も広く研究されている哺乳類の O-Man 糖タンパク質です。骨格筋と脳で遍在的に発現し、細胞接着、筋肉の完全性、および神経学的発達に関連しています。 α-DG は、そのムチン様ドメインに、LacNac 末端を持つ3種類のO-man コア構造 (M1、M2、および M3) というユニークな糖鎖構造を持っています。 本研究では、ヒトのGal-1、-4、および -9 (-3 を除く) は、O-Man LacNAc 末端複合 […]

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Nature、Technology

アーバスキュラー菌根菌接種による根圏細菌叢の変化と大豆の成長促進効果

Engineering Research Center of Agricultural Microbiology Technology, Ministry of Education, Heilongjiang University, Harbin, Chinaらのグループは、アーバスキュラー菌根菌（Rhizophagus intraradices）を大豆に接種し、大豆の成長効果や根圏細菌叢・真菌叢の変化について報告しています。 https://www.nature.com/articles/s41598-022-22473-w フィールド実験は、パラメータとして、AM菌接種の有り・無し、および大豆の連作の有り・無しを振り、3重の実験として行われました。即ち、In0、In1、Non0、そしてNon1という4条件での比較です。 AM菌接種の効果は、根圏細菌叢の組成変化よりも根圏真菌叢の組成変化に大きく現れました。下図に示すように、最も優勢な属は、In1YSFおよびNon1YSFで、Subulicistidium でした。ただし、フサリウムは、In0YSF と Non0YSF で最も優勢な属 […]

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Technology

(sLex)に結合特異性を持つE-セレクチンを (6′-sulfo-sLex)に対する結合特異性に改変する

Complex Carbohydrate Research Center, University of Georgia, Athens, GA 30602らのグループは、E-セレクチンの糖鎖結合特異性を二ケ所に変異を入れることで sLex から 6′-sulfo-sialyl Lewis X に変えることができると報告しています。 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9564326/ レクチンは糖鎖の検出によく使用されますが、硫酸化糖鎖への適用は、硫酸化糖鎖の認識レクチンが殆どないことと、そのブロードな特異性のために非常に困難です。 本研究では、E-セレクチンに着目し、6′-sulfateとE-セレクチンのE92およびE107との間の不安定化な立体的および静電的相互作用をE92A/E107Aという二個の変異を挿入することによって除去し、6′-sulfo-sLexに対する新たな結合特異性を持つように改変しています。良く知られているように、E-セレクチン自体は、非硫酸化リガンド sLex に特異的な結合を示します。 この新し […]

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根圏細菌叢の細菌構成と植物の遺伝子型には相関関係が存在する

State Key Laboratory of Agricultural Genomics, BGI-Shenzhen, Shenzhen, Chinaらのグループは、根圏細菌叢の形成に数多くの植物の遺伝子が関わっていることを、一定の環境下で栽培した827種のアワ育種品種を用いて検証しています。 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9546826/ 実験的に、アワの根圏細菌叢から合計 644個の分類学的に異なる細菌株が収集され、257個の細菌分離株を得ることができました。これらの細菌分離株から、植物成長促進に対する回帰モデルでトップのベータ推定値を示した６つの正のマーカーOTU と４つの負のマーカーOTU の代表的な細菌株を用いて、植物成長検証実験が行われました。 ここで、正のマーカーOTUsは、 (Acidovorax OTU_46, Bacillaceae OTU_22228, Kitasatospora OTU_8, Bacillus OTU_19414, Bacillus OTU_25704 and Bacillales O […]

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育種の新しい視点：SynComと呼ばれるコア細菌種の利用

古典的な育種法に転換期が訪れようとしています。大きな流れの一つは特定の標的DNA配列のみを変更することができるゲノム編集を使った育種法です。これにより育種にかかる期間を従来法に比べて大きく短縮化することができます。しかし、更に大きなうねりは、植物の形質を改善するために根圏細菌を積極的に使用しようとする考え方です。この方法の大きなメリットは、植物は元の遺伝子型を維持しており、遺伝子の組み換えやゲノム編集を行った製品に比べれば、特定の安全性評価を必要としないということにあります。 根圏細菌と植物の共生関係については、既に多くのブログ記事を書いていることもあり（即ち、多くの論文が存在するということなのですが）、その重要性について、改めて本ブログで強調することはしません。しかし、その方法論として、SynComという言葉が使われだしていることを本ブログでは強調しておきたいと思います。SynCom というのは、根圏細菌叢の全体的な組成に関する蓄積データの解析を通じて、根圏細菌叢の構造に大きく影響を与える可能性が最も高いと考えられる「コアとなる選別された数種の細菌種の組合せ組成」のことを指します。 […]

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既存のバイオスティミュラントの例

バイオスティミュラントは、植物に対する気候や土壌の状態に起因する植物のダメージを軽減し、植物の収量を上げるための新しい技術です。特に、根圏細菌叢の制御による病原菌の抑制、植物成長ホルモンの分泌、土壌中の植物栄養素の可溶化などの効果が注目されています。 日本バイオスティミュラント協議会 このような観点で、市場にはすでに幾つかの商品が存在しています。それを幾つかご紹介したいと思います。 コメとれ～る（KODAと称されて、⽔田に繁殖するアオウキクサから採取された「α-リノレン酸」を含有し、植物の生長調節作用を示す） Dr.キンコン（アーバスキュラー菌根菌を含有し、植物との共生効果を促進する） Dr.放線菌（グラム陽性細菌である放線菌を含有し、病原菌を抑制する） トリコデソイル（子嚢菌トリコデルマを含有し、病原菌を抑制する） キチン（N-GlcNAcが植物の免疫を活性化、放線菌の餌にもなる） アグロホロビオントは、これら既存のバイオスティミュラントの効果を改善するためのマイクロバイオームセンサーの開発を進めると共に、新しいバイオスティミュラントの開発にも取り組んでいます。 アグロホロビオントの […]

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糖鎖生物学者でもあるスタンフォード大学のキャロライン・ベルトッツィらが2022年のノーベル化学賞を受賞

2021年6月に、スタンフォード大学のキャロライン・ベルトッツィらが発表したRNAが糖鎖修飾を受けているという信じがたい論文をブログ紹介しています。 small noncoding RNAが糖鎖修飾を受けているという信じがたいお話 そのご本人が、2022年のノーベル化学賞を受賞しました。 受賞した内容は、糖鎖生物学そのものではありませんが、シアル酸という糖鎖の生合成に関する研究から、生体直交化学の開拓に至りました。 因みに、「がん細胞表面のシアル酸修飾と免疫に関して」キャロラインがTED上で分かりやすい話をしています。ご参考にどうぞ！ がん細胞表面のシアル酸修飾と免疫のお話：TED Youtube

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IgGの受容体であるFcγRIIIaのN-型糖鎖修飾の影響について

Copenhagen Center for Glycomics, Department of Cellular and Molecular Medicine, Faculty of Health Sciences, University of Copenhagen, Denmarkらのグループは、IgGの受容体であるFcγRIIIaのN-型糖鎖修飾の影響について報告しています。 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9524020/ FcγRIIIaはIgGの受容体であり、主にNK細胞、マクロファージ、単球に発現しています。本研究では、FcγRIIIaとIgG1の間のアフィニティーに対するFcγRIIaのN-型糖鎖修飾の影響が調べられています。 期待されるように、全てのFcγRIIIa受容体で最高のアフィニティーを示すのは、IgG1-G0とIgG1-オリゴマンノースの両方でCore Fucoseが脱修飾されたIgGに対してでした。 興味深いことに、FcγRIIIaのN-型糖鎖修飾は、アフィニティーが2倍ほど増加するオリゴマンノシル化F […]

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サトウダイコン（テンサイ）の連作では、不連作に比べて、根圏真菌類に顕著な違いが生まれる

National Sugar Crop Improvement Centre, Heilongjiang University, Harbin, Chinaらのグループは、サトウダイコン（テンサイ）の連作と不連作における根圏細菌叢の違いについて報告しています。 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9490479/ サトウダイコンの連作と不連作グループの間には、根圏真菌の組成に大きな差が現れました。 不連作と比較して、連作は、タウソニア、ギルベルロプシス、フサリウムなどの潜在的な病原菌の相対的存在量を増加させましたが、オルピジウムの相対的存在量は減少していました。 左図＝根圏バクテリア属、右図＝根圏真菌属 ここで、Sc：連作バルク土壌、Sn：不連続作付けバルク土壌、Rc：連作根圏土壌、Rn：不連続栽培根圏土壌、Bc：サトウダイコンの連続収穫、Bn：不連作サトウダイコン。

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イネいもち病：イネは、如何にして病原菌の侵入を阻止するか？

岩手バイオテクノロジー研究センターらのグループは、 イネいもち病菌キシラナーゼの糖鎖にイネの糖鎖結合性タンパク質であるOsRMCが結合すると、キシラナーゼのセルロースへのアクセスがブロックされ、キシラナーゼの酵素活性が阻害されることによって病原菌の侵入が阻害されると報告しています。 https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1010792 植物のアポプラスト空間は、主に多糖類のセルロース、ヘミセルロース、およびペクチンで構成される一次細胞壁で作られています。ヘミセルロース多糖類は、細胞壁の物理的性質を制御する上で重要な役割を果たします。双子葉植物のキシログルカンと単子葉植物のキシランは量的には主要なヘミセルロース多糖類であり、セルロースミクロフィブリル間の架橋を形成することによって細胞壁が強化されます。ヘテロ多糖類で構成される細胞壁は、植物病原体の侵入に対する物理的な障壁ともなります。 一方で、植物病原性真菌は、植物細胞壁多糖類の加水分解および酸化分解を触媒する一連の細胞壁分解酵素を分 […]

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