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Analysis of molecular mechanisms controlling physiologic states at stationary phase in Gram-positive bacteria using cell lysis-inducing agents.

Research Project

Project/Area Number 15K07350
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionTokyo University of Agriculture (2017-2018)
Saitama University (2015-2016)

Principal Investigator

ASAI KEI  東京農業大学, 生命科学部, 教授 (70283934)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords細胞死 / 定常期 / 転写開始制御 / 自己溶菌 / 細胞膜 / 細胞壁溶解 / DNA損傷 / 溶菌
Outline of Final Research Achievements

It has been thought that growth and metabolism of bacterial cells are paused at stationary phase after growing at logarithmic phase. Inactivation of one of the transcriptional factor, which regulates the initiation of transcription, SigI, caused cell lysis at stationary phase in Bacillus subtilis, while it did not affect logarithmic growth. It was revealed that defined molecular mechanisms including transcriptional gene expression are involved in maintenance of bacterial cells at stationary phase.
It was found that a sesquiterpene in plant-derived lipophilic and aromatic compounds possesses the activity, which induces the lysis of Bacillus subtilis cells even at stationary phase as well as at logarithmic phase.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで細菌細胞では対数増殖に着目した研究が主であったので、定常期の生理状態、増殖、さらにグラム陽性細菌について研究した本課題は、学術的にも意義あるものである。
細菌細胞を用いた物質生産は産業界で徴用されているが、活発に代謝している細胞の増殖に応じて、目的産物を発現させる方法が主である。定常期の代謝状態を利用して物質生産することができれば、増殖に費やすエネルギーを物質生産のみに効率よく転化することが可能である。多くの抗生物質は増殖阻害を標的としているが、定常期の状態で病原性を発揮する細菌もあるので、定常期細胞に特徴的な機構を標的とした抗生物質の開発にも本研究は有効である。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Distinct roles for U-type proteins in iron-sulfur cluster biosynthesis revealed by genetic analysis of the Bacillus subtilis sufCDSUB operon2018

    • Author(s)
      Yokoyama Nao、Nonaka Chihiro、Ohashi Yukari、Shioda Masaharu、Terahata Takuya、Chen Wen、Sakamoto Kotomi、Maruyama Chihiro、Saito Takuya、Yuda Eiki、Tanaka Naoyuki、Fujishiro Takashi、Kuzuyama Tomohisa、Asai Kei、Takahashi Yasuhiro
    • Journal Title

      Mol Microbiol

      Volume: 107 Issue: 6 Pages: 688-703

    • DOI

      10.1111/mmi.13907

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      Asai Kei
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      Genes & Genetic Systems

      Volume: 92 Issue: 5 Pages: 223-234

    • DOI

      10.1266/ggs.17-00046

    • NAID

      130006681916

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
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    • Author(s)
      Fujishiro Takashi、Terahata Takuya、Kunichika Kouhei、Yokoyama Nao、Maruyama Chihiro、Asai Kei、Takahashi Yasuhiro
    • Journal Title

      J Am Chem Soc

      Volume: 139 Issue: 51 Pages: 18464-18467

    • DOI

      10.1021/jacs.7b11307

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    • Author(s)
      Mitsuo Ogura and Kei Asai
    • Journal Title

      Front Microbiol.

      Volume: 7 Pages: 1918-1918

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      2015-12-03
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      東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
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      東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
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      2015-09-24
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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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