Chiba/Engeneering Flagella

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Our Aim

大腸菌同士を吸着させるため,我々は(細胞の外側に突出しているもののうち)鞭毛に着目した. (図:イメージ)


About flagella

大腸菌は5~10?本/細胞(<chemotaxisの本で要確認)の鞭毛を持つ.鞭毛を回転/逆回転させることにより環境の良い場所へとtaxisする.鞭毛は長さ約10~15μm,半径約23nmの空孔のチューブ状である.(図:菌全体)

鞭毛のフィラメント部はFliCという蛋白質が規則正しく配列した多量体である.(図:鞭毛アップ)

FliCはD0,D1,D2,D3ドメインを持つ.(種類によってはD1,D2,D3の3つのドメインを持つ)D1とD2はformation of the functional flagellar formation(ffff)の為に必要であるが,D3ドメインは必要でなく可変である(図:蛋白質構造&鞭毛断面図)

(Ref)


"Variable" FliC D3 domain

可変なD3ドメインに他の<__aaまでの>アミノ酸を挿入しても鞭毛が合成される[2]. 詳細も書く.

References

  1. Kuwajima, G. et al.: Nature Biotechnology, 6, 1080-1083 (1988).
  2. Tanskanen, J. et. al.: Appl. and Env. Microbiol., 4152-4156 (2000)


Parts Assembly

FliC-hisの作成

  • FliC遺伝子のD3領域に、Histidineループをコードする遺伝子を挿入し、ヒスチジンタグとして発現させる。

→Linker Ligation

  • 完成プラスミド
fig1

  • Phenotypeをチェック→SDS-PAGE,Western-Blotting
  • ヒスチジンタグがFliC遺伝子の外側に発現していることを確認する。

→Beads adsorption

FliC-His generator

  • His-tagを入れたFliCをpLuxの下に置き、LuxRが発現されている条件のもとならば、Quorum SensingでFliCを発現させることができるようにする。
  • Quorum Sensingのための遺伝子回路がcolEI oriのvectorに乗っているために、p15Aのベクターを使いdouble transformation することでQuorum Sensingと合わせることができるようになる。
  • pLuxをもつベクター側とFliCをPCRを使って、Ligationさせることで作る。


FliC-his biobrick

必要なこと

  • puc19 vectorの乗っているのでbiobrickのベクターに乗せる。
  • 制限酵素サイト(EcoRI,SpeI,PstI)をつぶす。
  • FliC His-TagにはEcoRI,SpeI,PstIが含まれているために、そのままではvectorに入れられない。
#片側をblunt end もう一方をApaIの制限酵素サイトをつけ、PCRする。
#vector側も同様にPCRしLigationさせる。

Experiments

Phenotype Check: SDS-PAGE,Western-Blotting

  • SDS-PAGE,Western-Blotting

SDS-PAGE.jpg


約70kDaにバンドが出ている→FliCが発現していることが確認された

Western-Blotting.jpg


SDS-PAGEを転写。70kDaに抗体抗原反応による茶色いバンドが出た→Histidineの発現が確認された。

Display Check1: Swarming test

Display Check2: Beads Adsorption

  • pUC19-FliC-His(Keio⊿FliC株),no-plasmid(Keio⊿FliC株)

Co2+,Ni2+有り・無しでビーズ吸着→吸着しない

  • pUC19-FliC-His(Keio⊿FliC株・⊿motB),no-plasmid(Keio⊿FliC株・⊿motB)

co2+,Ni2+有り無しでビーズ吸着→吸着した

  • Beads adsorption Protocol