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Characterization of the microbial functions in global phosphorus cycling

Research Project

Project/Area Number 16H04899
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Hirota Ryuichi  広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (90452614)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywordsリン / リン循環 / 亜リン酸 / ホスホン酸 / 酸化還元 / リン資源 / バクテリア / 放線菌 / 藍藻 / 還元型リン化合物 / 物質循環 / リン還元 / PepM / 酸化還元反応 / Actinobacteria / ホスホエノールピルビン酸ムターゼ / 微生物 / 生物循環
Outline of Final Research Achievements

In this study, we performed a comprehensive analysis of bacteria that contribute to the redox changes of phosphorus compounds in soil and freshwater environments. We revealed that the genes involved in the reduction and oxidation of phosphorus compounds, including phosphate, phosphite, phosphonates, and hypophosphite, are distributed in a specific phylogenic group of bacteria. The genes involved in these conversions of the redox state of phosphorus compounds were identified, and their molecular mechanisms were analyzed. Our biochemical analysis revealed the presence of a novel pathway for the reduction of phosphate moiety of phosphate ester compound in the bacteria we identified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の生物学の一般的な認識では、リンの生物循環において酸化還元状態の変化は介在せず、最も酸化された状態(酸化数+Ⅴ)のリン化合物であるリン酸およびそのエステル化合物のみで循環すると考えられてきた。ところが、近年の研究で様々な微生物がリン酸を還元する活性を有する可能性が示唆され、リンの循環にはこれらの微生物の作用が非常に重要である可能性が考えられ始めている。本研究で明らかにした知見は、このメカニズムに関与する微生物群の存在を系統的に明らかにし、これらの微生物が有するリン代謝メカニズムの新しい知見を得た。この研究成果は、現在枯渇が懸念されているリン資源の有効利用にも貢献すると期待される。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 14 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Illinois(米国)

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      Volume: 7 Issue: 9 Pages: 2189-2198

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    • DOI

      10.1007/978-981-10-8031-9_34

    • ISBN
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      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 44748-44748

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    • Year and Date
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      広島市
    • Year and Date
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  • [Book] リンの辞典2017

    • Author(s)
      廣田隆一
    • Total Pages
      344
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254141047
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 形質転換体、形質転換体の製造方法、および、当該形質転換体を用いた還元型リン化合物の有無の検出方法2016

    • Inventor(s)
      廣田隆一、黒田章夫
    • Industrial Property Rights Holder
      広島大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-170317
    • Filing Date
      2016-08-31
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URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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