High-through culture method enabling the genome-phenome integration screening system

• Project/Area Number: 15K14231
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: Ogasawara Wataru 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40292172)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2016: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 微生物スクリーニング / エマルション / 培養 / スクリーニング / 油脂生産酵母 / 環境微生物 / 1細胞分離

Outline of Final Research Achievements

The ultimate goal of this study is the development of a next generation screening system "genome-phenome integration screening system" that integrates genome analysis and comprehensive phenotypic analysis. For this study, one cell separation, cultivation and screening system are essential. Therefore, we attempted "establishment of a cell screening system for eukaryotic microorganisms" relatively easy . We succeeded in screening of higher lipid production oleaginous yeast strain. Next, we attempted "establishment of screening system for eubacteria" relatively difficult. We succeeded in cultivation and screening of model organisms, cultivation of environmental microorganisms and microbial flora analysis.

Research Products

• [Journal Article] Crystal structures of a bacterial dipeptidyl peptidase IV reveal a novel substrate recognition mechanism distinct from that of mammalian orthologues (2018)
  • Author(s): Roppongi Saori、Suzuki Yoshiyuki、Tateoka Chika、Fujimoto Mayu、Morisawa Saori、Iizuka Ippei、Nakamura Akihiro、Honma Nobuyuki、Shida Yosuke、Ogasawara Wataru、Tanaka Nobutada、Sakamoto Yasumitsu、Nonaka Takamasa
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Issue: 1 Pages: 2714-2714
  • DOI: 10.1038/s41598-018-21056-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Periplasmic form of dipeptidyl aminopeptidase IV from Pseudoxanthomonas mexicana WO24: purification, kinetic characterization, crystallization and X‐ray crystallographic analysis (2017)
  • Author(s): Saori Roppongi Chika Tateoka Mayu Fujimoto Ippei Iizuka Saori Morisawa Akihiro Nakamura Nobuyuki Honma Yoshiyuki Suzuki Yosuke Shida Wataru Ogasawara Nobutada Tanaka Yasumitsu Sakamoto Takamasa Nonaka
  • Journal Title: Acta Crystallographica Section F Volume: 73 Issue: 11 Pages: 501-606
  • DOI: 10.1107/s2053230x17014911
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Pseudoxanthomonas mexicana WO24由来Dipeptidyl aminopeptidase IVの基質認識機構の解明 (2018)
  • Author(s): 中村彰宏, 本間宣行, 六本木沙織, 鈴木義之, 志田洋介, 阪本泰光, 飯塚一平, 伊中浩治, 田仲広明, 木平清人 ,山田貢, 吉崎泉, 合田浩 明, 野中孝昌, 田中信忠, 小笠原渉
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] 部位特異的変異導入解析によるFamily S46ペプチダーゼの基質認識残基の同定 (2018)
  • Author(s): 本間宣行, 中村彰宏, 六本木沙織, 鈴木義之, 志田洋介, 阪本泰光, 飯塚一平, 伊中浩治, 田仲広明, 木平清人, 山田貢, 吉崎泉, 合田浩明, 野中孝昌, 田中信忠, 小笠原渉
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] Biochemical and Structural Analysis of Bacterial Distinctive Peptidase (2017)
  • Author(s): Akihiro Nakamura, Yasuhiro Ito, Yoshiyuki Suzuki), Yasumitsu Sakamoto, Nobutada Tanaka, Wataru Ogasawara
  • Organizer: 地域活性に関する国際会議（ISLife2017）
  • Place of Presentation: 長島町文化ホール,サンセット長島
  • Year and Date: 2017-03-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of Substrate Recognition Residues in Family S46 Peptidase from Pathogenic Non-Fermenting Gram- Negative Bacteria (2017)
  • Author(s): Akihiro Nakamura, Yasuhiro Ito, Yoshiyuki Suzuki, Saori Roppogi, Koushi Hidaka, Yasumitsu Sakamoto, Nobutada Tanaka, Wataru Ogasawara
  • Organizer: IUMS2017 SINGAPORE
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of Substrate Recognition Residues in Family S46 Peptidase from Gram-Negative Bacteria (2017)
  • Author(s): Akihiro Nakamura, Yoshiyuki Suzuki, Saori Roppongi, Koushi Hidaka, Yasumitsu Sakamoto, Nobutada Tanaka, Wataru Ogasawara
  • Organizer: The 6th International GIGAKU Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 糸状菌 Trichoderma reesei における分泌プロテアーゼの生産応答機構の解析 (2017)
  • Author(s): 鈴木義之, Nayani Daranagama, 志田洋介, 森一樹, 油谷幸代, 小笠原渉
  • Organizer: 第17回糸状菌分子生物学コンファレンス
• [Presentation] WO24由来Dipeptidyl aminopeptidase IVの構造 (2017)
  • Author(s): 中村 彰宏, 本間 宣行, 六本木 沙織, 鈴木 義之, 志田 洋介, 阪本 泰光, 飯塚 一平, 伊中 浩治, 田中 広明, 木平 清人, 山 田 貢, 吉崎 泉
  • Organizer: 第12回日本ゲノム微生物学会年会
• [Presentation] Enzymatic characterization of S46 peptidase from pathogenic bacteria (2016)
  • Author(s): Yasuhiro Ito, Akihiro Nakamura, Saori Roppongi, Yuki Sakurai, Yosiyuki Suzuki, Koushi Hidaka, Yuko Tsuda, Yasumitsu Sakamoto, Nobutada Tanaka, Wataru Ogasawara
  • Organizer: The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN2016)
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学
  • Year and Date: 2016-10-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 病原菌由来S46ペプチダーゼの酵素学的諸性質の解明 (2016)
  • Author(s): 伊藤 康広, 鈴木 義之, 志田 洋介, 阪本 泰光, 田中 信忠, 小笠原 渉
  • Organizer: 第68回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場,ANAクラウンプラザホテル富山
  • Year and Date: 2016-09-28
• [Presentation] 病原菌由来S46ペプチダーゼにおける構造機能相関の解明 (2016)
  • Author(s): 伊藤 康広, 鈴木 義之, 阪本 泰光, 日高 興士, 田中 信忠, 小笠原 渉
  • Organizer: 第1回高専生サミット on Bioinspired Chemistry
  • Place of Presentation: 鶴岡工業高等専門学校K-ARC
  • Year and Date: 2016-09-12
• [Presentation] Porphyromonas endodontalis由来 dipeptidyl peptidese 11 の精製と機能解析 Expression, purification and characterization of dipeptidyl peptidese 11 from the periodontal pathogen Porphyromonas endodontalis (2016)
  • Author(s): 中村 彰宏, 伊藤 康広, 鈴木 義之, 志田 洋介, 阪本 泰光, 田中 信忠, 小笠原 渉
  • Organizer: 第16回蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2016-06-07
• [Presentation] S46ペプチダーゼの構造機能相関の解明 Elucidation of structure function relationship in family S46 peptidases (2016)
  • Author(s): 伊藤 康広, 鈴木 義之, 阪本 泰光, 田中 信忠, 小笠原 渉
  • Organizer: 第16回蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2016-06-07
• [Presentation] 油脂生産酵母 Rhodosporium toruloides の突然変異導入による変異遺伝子の同定 (2016)
  • Author(s): 宮田淳史, 通野和人, 高見沢健留, 志田洋介, 山崎晴丈, 正木和夫, 森 一樹, 久原 哲, 高久洋暁,小笠原 渉
  • Organizer: 第10回 日本ゲノム微生物学会年会
  • Place of Presentation: 東京工業大学 大岡山キャンパス（目黒区）
  • Year and Date: 2016-03-04
• [Presentation] 油脂酵母Lipomyces starkeyiの油脂高生産変異株の解析 (2016)
  • Author(s): 高見沢健留, 宮田淳史, 通野和人, 志田洋介, 山崎晴丈, 正木和夫, 森 一樹, 久原 哲, 高久洋暁, 小笠原 渉
  • Organizer: 第10回 日本ゲノム微生物学会年会
  • Place of Presentation: 第10回 日本ゲノム微生物学会年会
  • Year and Date: 2016-03-04
• [Presentation] 油脂生産酵母Rhodosporidium toruloidesの光応答によるカロテノイド生合成機構の解明 (2016)
  • Author(s): 宮田 淳史, 志田 洋介, 山崎 晴丈, 正木 和夫,森 一樹, 久原 哲, 高久 洋暁, 小笠原 渉
  • Organizer: 第11回 バイオマス科学会議
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟市）
  • Year and Date: 2016-01-20
• [Presentation] 油脂生産酵母Rhodosporidium toruloidesの突然変異導入による油脂生産関連遺伝子の同定 (2015)
  • Author(s): 宮田淳史, 通野和人, 志田洋介, 山崎晴丈, 正木和夫, 森 一樹, 久原 哲, 高久洋暁, 小笠原 渉
  • Organizer: 第67回 日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 城山観光ホテル（鹿児島市）
  • Year and Date: 2015-10-26
• [Presentation] 油脂酵母Lipomyces starkeyiの油脂生産に重要な遺伝子の探索 (2015)
  • Author(s): 通野和人, 宮田淳史, 志田洋介, 山崎晴丈, 森 一樹, 久原 哲, 高久洋暁, 小笠原 渉
  • Organizer: 第67回 日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 城山観光ホテル（鹿児島市）
  • Year and Date: 2015-10-26
• [Remarks] 長岡技術科学大学小笠原研究室
  • URL: http://www.microorganisms.jp/ogasawara-lab/
• [Remarks] 発酵を科学する まだ見ぬ‘美’生物の世界～99％へのプロローグ～
  • URL: http://www.microorganisms.jp/tp://www.microorganisms.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] ペプチド型細菌ジペプチジルペプチダーゼ7阻害剤 (2017)
  • Inventor(s): 柴田 望、小笠原 渉、志田 洋介
  • Industrial Property Rights Holder: 柴田 望、小笠原 渉、志田 洋介
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2017
• [Patent(Industrial Property Rights)] 改変プロモーター (2017)
  • Inventor(s): 掛下 大視,柴田 望、小笠原 渉、志 田 洋介
  • Industrial Property Rights Holder: 掛下 大視,柴田 望、小笠原 渉、志 田 洋介
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2017
• [Patent(Industrial Property Rights)] 糸状菌変異株及びその利用 (2017)
  • Inventor(s): 柴田 望、小笠原 渉、志田 洋介
  • Industrial Property Rights Holder: 柴田 望、小笠原 渉、志田 洋介
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2017
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 糸状菌変異株及びその利用 (2016)
  • Inventor(s): 小笠原渉,志田洋介,柴田望
  • Industrial Property Rights Holder: 小笠原渉,志田洋介,柴田望
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2016-08-02