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新たなゲノム機能調節機構の解明につながる好熱バチルスの制御因子Crhの解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H02128
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

吉田 健一  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 教授 (20230732)

研究分担者 石川 周  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 准教授 (30359872)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードGeobacillus kaustophilus / inositol / catabolite repression / 5-carbon sugar / transcription / カタボライト抑制 / イノシトール / 転写制御 / タンパク質相互作用 / 5炭糖 / リボース / キシロース / Crh / トランスクリプトーム / 細胞内クロスリンク
研究成果の概要

グラム陽性菌のCrhはグルコース・カタボライト抑制に関わると考えられてきたが、Geobacillus kaustophilus (GK)のイノシトール代謝系iol遺伝子群がグルコースによって全く抑制を受けないにも拘らずCrhの過剰なリン酸化によって抑制されることが判明し、リン酸化されたCrhがCcpAと複合体を形成することが示唆された。一方、iol遺伝子群がキシロースやリボースによって抑制されることが確認され、そのためにCrhが必要であることが示された。加えて、GKではhprの発現が顕著に低く、逆にcrhの発現が高く、5炭糖によるiol遺伝子群のカタボライト抑制をCrhが担うことが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究最大の成果は、GKのiol遺伝子群が5炭糖の存在下で起こる抑制機構にCrhが関わっていることを示したことである。しかし、これがグラム陽性菌全般に演繹されるか否かは今後の研究結果を待たねばならない。しかし、この研究成果は6炭糖による抑制をHPrが担い、一方5炭糖によるものをCrhが担うというように両者が機能を分担している可能性を示唆しており、このような考え方が議論されたことはなく、想定がなされたことすらない。即ち、この可能性の真偽を問い、それを明らかにすることができればグラム陽性菌のカタボライト抑制の学術的理解を根本から革新するものとなるだろう。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (3件)

  • [国際共同研究] Newcastle University(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Universidad Autonoma Madrid(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Newcastle University(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Functional analysis of a gene cluster for putative bacteriocin deduced from the genome sequence of <i>Aeribacillus pallidus</i> PI82022

    • 著者名/発表者名
      Kita Kyosuke、Yoshida Sanako、Ishikawa Shu、Yoshida Ken-ichi
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 68 号: 2 ページ: 87-94

    • DOI

      10.2323/jgam.2021.11.003

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel method for transforming Geobacillus kaustophilus with a chromosomal segment of Bacillus subtilis transferred via pLS20-dependent conjugation2022

    • 著者名/発表者名
      Mori Kotaro、Fukui Kaho、Amatsu Ryotaro、Ishikawa Shu、Verrone Valeria、Wipat Anil、Meijer Wilfried J. J.、Yoshida Ken-ichi
    • 雑誌名

      Microbial Cell Factories

      巻: 21 号: 1 ページ: 34-34

    • DOI

      10.1186/s12934-022-01759-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Conjugation Operons in Gram-Positive Bacteria with and without Antitermination Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Miguel-Arribas Andres、Wu Ling Juan、Michaelis Claudia、Yoshida Ken-ichi、Grohmann Elisabeth、Meijer Wilfried J. J.
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 10 号: 3 ページ: 587-587

    • DOI

      10.3390/microorganisms10030587

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Assessment of Bacillus subtilis Plasmid pLS20 Conjugation in the Absence of Quorum Sensing Repression2021

    • 著者名/発表者名
      Mori Kotaro、Verrone Valeria、Amatsu Ryotaro、Fukui Kaho、Meijer Wilfried J. J.、Ishikawa Shu、Wipat Anil、Yoshida Ken-ichi
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9 号: 9 ページ: 1931-1931

    • DOI

      10.3390/microorganisms9091931

    • NAID

      120007159899

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of a repressor for the two iol operons required for inositol catabolism in Geobacillus kaustophilus2021

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Yoshida, Yusuke Shirae, Ryo Nishimura, Kaho Fukui, Shu Ishikawa
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 167 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1099/mic.0.001008

    • NAID

      120007097057

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Thermophilic Bacterium Aeribacillus pallidus PI82020

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kita, Atsushi Ishida, Kosei Tanaka, Shu Ishikawa, Ken-ichi Yoshida
    • 雑誌名

      Microbiol. Resour. Announc

      巻: 9 号: 17

    • DOI

      10.1128/mra.00224-20

    • NAID

      120006873010

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Nitrogen-Fixing Paenibacillus sp. Strain URB8-2, Isolated from the Rhizosphere of Wild Grass2020

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kita, Shu Ishikawa, Ken-ichi Yoshida
    • 雑誌名

      Microbiol. Resour. Announc.

      巻: 9 号: 36

    • DOI

      10.1128/mra.00814-20

    • NAID

      120006895440

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A bacterial cell factory converting glucose into scyllo-inositol, a therapeutic agent for Alzheimer's disease2020

    • 著者名/発表者名
      Michon C, Kang CM, Karpenko S, Tanaka K, Ishikawa S, Yoshida KI
    • 雑誌名

      Commun Biol.

      巻: 3 号: 1 ページ: 95-95

    • DOI

      10.1038/s42003-020-0814-7

    • NAID

      120006818792

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Complete Genome Sequence of a Thermophilic Bacterium Aeribacillus pallidus PI82020

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kita, Atsushi Ishida, Kosei Tanaka, Shu Ishikawa, Ken-ichi Yoshida
    • 雑誌名

      Microbiol. Resour. Announc.

      巻: -

    • NAID

      120006873010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Production of <i>scyllo</i>-Inositol: Conversion of Rice Bran into a Promising Disease-Modifying Therapeutic Agent for Alzheimer’s Disease2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi YOSHIDA, Shu ISHIKAWA
    • 雑誌名

      Journal of Nutritional Science and Vitaminology

      巻: 65 号: Supplement ページ: S139-S142

    • DOI

      10.3177/jnsv.65.S139

    • NAID

      130007729783

    • ISSN
      0301-4800, 1881-7742
    • 年月日
      2019-10-11
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 好熱バチルスに見いだされた5炭糖によるカタボライト抑制2022

    • 著者名/発表者名
      福井香帆、石川周、吉田健一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Geobacillus kaustophilusのCrhによるイノシトール代謝系遺伝子群の発 現制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      福井香帆、石川周、吉田健一
    • 学会等名
      2021年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Geobacillus kaustophilusのイノシトール代謝系遺伝子群の5炭糖によるカタボライト抑制にCrhが関与する可能性2021

    • 著者名/発表者名
      福井香帆、石川周、吉田健一
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部第518回講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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