Research
研究内容
2．バクテリアのリン酸代謝経路の解明と応用
リンの性質
リン酸（HPO42-)は生物の必須元素であり、全ての生物が必要とする栄養塩であるため、環境中では欠乏しがちになります。さらに、鉄やカルシウムなどと容易に結合し、不溶性の塩を形成するという物理化学的性質も、リンの獲得が困難になる要因となっています。
バクテリアのリン利用能力
バクテリアは優れたリンの取り込みと蓄積能力を持ち、低濃度のリンでも効率的に取り込むことができ、蓄積して飢餓状態に備えるシステムを有しています。また、高等生物や植物などの生物がリン酸（HPO42-)しか利用できないのに対し、バクテリアはさまざまな形態のリン化合物を利用できる能力を備えています。
たとえば、リンは化学的に多くの生物が利用できない還元状態（酸素原子数が4つ以下）を取ることができますが、一部のバクテリアはこのような形態のリンを代謝する能力をもつことが明らかになっています。バクテリアに多様なリン獲得能力が備わっていることは、リンが生物にとっていかに重要であるかを物語るものです。また、こうした高度なシステムを発達させてきたバクテリアの存在には、生物の柔軟性や頑強性をあらためて実感させられます。
大腸菌を含む複数種類のバクテリアによって明らかにされているリン代謝経路。
リンの細胞質内濃度はmM（ミリモル/L）であり、外部環境(nM〜mMレベル）の数十万〜百万倍以上に濃縮されています。
バクテリアは、低濃度のリンでも取り込むことができる輸送体や、形態の異なるリンをリン酸に変換する多様な酵素を持っています。
研究への展開
バクテリアが持つリン代謝に関わる特殊なタンパク質は、それ自身が非常に興味深い研究対象であると同時に、この能力を活用することで、従来のバイオテクノロジーでは為し得ない新しい技術開発の可能性をもたらします。私たちはバクテリアのリンの利用能力を理解し、その機能をリンの資源問題や、微生物を利用した物質生産における代謝・増殖のコントロールなど、様々な分野に貢献するプラットフォーム技術として開発することを行っています。
無機リン酸のポリマーであるポリリン酸（黄色い顆粒）としてリンが蓄積されている。
リン含量は天然のリン鉱石に匹敵する。
