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Intracellular redox for the creation of lignin-converting smart bacteria

Research Project

Project/Area Number 18K05932
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
Research InstitutionGunma University (2019-2022)
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2018)

Principal Investigator

Ohta Yukari  群馬大学, 食健康科学教育研究センター, 講師 (40399572)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsリグニン / グルタチオンS-転移酵素 / エーテラーゼ / Novosphingobium / フェニルプロパノン / リグニンモデルダイマー / グルタチオン転移酵素 / トランスクリプトーム / 酸化還元酵素 / 海洋微生物 / 酵素 / 補酵素 / レドックスバランス / 接合伝達
Outline of Final Research Achievements

Genomic and transcriptomic analysis of MBES04 strain of Novosphingobium with the etherase enzyme system revealed a gene cluster that is strongly induced by phenylpropanone monomers, the end product of the etherase enzyme system. The most strongly induced gene in this cluster was an aromatic dioxygenase-like gene, along with genes associated with multidrug resistance. It was concluded that the etherase enzyme system of this fungus functions as a sensor of lignin fragments and has significance for more efficient energy production.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

リグニンの分子内主要結合の切断は,リグニンの生分解において最も重要なステップである。MBES04株をはじめとするエーテル分解酵素系を持つ細菌の中には、反応生成物を代謝するための必須遺伝子を持たないものもあるが、そのエーテル分解酵素系の生理的意義や関連代謝経路の制御について述べた報告はない。リグニンの価値化の観点から、リグニン断片との接触による細胞および遺伝子レベルでの代謝反応を理解することは、再生可能な化学物質の生産に向けた細胞の代謝工学に重要な知見を与える。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018

All Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 13 results) Book (1 results)

  • [Presentation] The gene cluster involved in detoxification of plant-derived aromatic compounds was upregulated by lignin degradation products2023

    • Author(s)
      Kumagawa E, Yoshikawa T, Katsumata M, Kasuya K, Ohta Y
    • Organizer
      8th World Conference on Applied Microbiology and Beneficial Microbes
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role of the gene cluster specifically induced by lignin related compounds in Novosphingobium sp. MBES042022

    • Author(s)
      Kumagawa E, Yoshikawa T, Katsumata M, Kasuya K, Ohta Y
    • Organizer
      JSBBA KANSAI 9th Student Forum
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] リグニン由来低分子化合物の存在下で発揮されるNovosphingobium sp. MBES04株の生存戦略2022

    • Author(s)
      熊川恵理, 吉川昂宏, 勝亦まどか, 粕谷健一, 渡辺隆司, 西村裕志, 石井俊一, 大田ゆかり
    • Organizer
      第67回リグニン討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] リグニンモデル化合物で特異的に発現誘導されるNovosphingobium sp. MBES04株遺伝子の機能解析2022

    • Author(s)
      熊川 恵理、吉川 昂宏、勝亦 まどか、粕谷 健一、大田 ゆかり
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 植物由来芳香族化合物を分解する酵素と微生物の解析:農業加工残渣の高付加価値化に向けて2022

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] リグニン由来低分子で特異的に発現誘導されるNovosphingobium sp. MBES04株遺伝子の機能解析2021

    • Author(s)
      吉川昂宏、熊川恵理、勝亦まどか、大嶋孝之、 大田ゆかり
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度関東支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 農産物食品製造・加工残渣の高付価値化に向けた リグニン分解酵素の開発2020

    • Author(s)
      大田 ゆかり
    • Organizer
      第21回酵素応用シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] リグニンを原料とする人工漆材料の創製2020

    • Author(s)
      大田 ゆかり, 磯﨑 勝弘, 松田 博, 縣 亮介, 池永 誠, 橘 洋一, 中村 正治
    • Organizer
      高分子学会 20-1接着と塗装研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] リグニンから芳香族モノマー;海洋微生物酵素の活用2020

    • Author(s)
      大田 ゆかり
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ2020 テーマ企画セッション:海との共生~豊かな海を守り、共に繁栄するためには?~
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 海洋細菌Altererythrobacter sp. B11のβ-etheraseによるリグニン主要結合の分解特性2020

    • Author(s)
      熊川恵理、勝亦まどか、大田ゆかり、粕谷健一
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 海洋細菌の新規β-etheraseによるリグニン主要結合の特異的開裂2020

    • Author(s)
      熊川恵理、勝亦まどか、粕谷健一、大田ゆかり
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 非可食バイオマスを原料とする機能性芳香族化合物の酵素・微生物生産2019

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      第68回高分子討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 海洋微生物のリグニン・芳香族化合物代謝をホワイトバイオへつなぐ -バイオマスから遊離される未同定低分子芳香族代謝物のLCMS分析-2019

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      第28回環境化学討論会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 海に沈んだ小さな生き物に潜む底力 ― 人の暮らしに役立つ酵素を探す・調べる・使う―2019

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      京都大学・複合原子力科学研究所 先端生命・物質科学 特別講演会2
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of Bioprocess Using Marine Microbial Enzymes for Efficient Lignin Degradation and Catalytic Generation of Super-Urushiol from Lignin Monomers2019

    • Author(s)
      Yukari Ohta
    • Organizer
      1st Gunma University Center for Food Science and Wellness (GUCFW) International Symposium and ALCA/JST workshop
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enzymatic production of functional aromatic compounds from a lignin fraction extracted from non-edible biomass2019

    • Author(s)
      Yukari Ohta
    • Organizer
      2019 KSBB Fall Meeting and International Symposium
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Identification of the differentially-expressed genes in Novosphingobium sp. MBES04 in response to lignin related compounds2019

    • Author(s)
      Yukari Ohta, Shun'ichi Ishii, Tohru Yarimizu, Misato Yamada, Hiroshi Nishimura, Takashi Watanabe
    • Organizer
      1st International Lignin Symposium
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fractionation and analysis of lignin-carbohydrate complex using lignin-degrading enzymes2019

    • Author(s)
      Saho Kashima, Hiroshi Nishimura, Shizuka Sakon, Misato Yamada, Yasuhiro Shimane, Yukari Ohta, Keiko Kondo, Yudai Yamaoki, Takashi Nagata, Masato Katahira, Takashi Watanabe
    • Organizer
      1st International Lignin Symposium
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Production of aromatic monomers from wood lignin using marine bacterial enzymes: connecting the forest and the ocean with white biotechnology2019

    • Author(s)
      Yukari Ohta
    • Organizer
      7th symposium of Korean Society for Enzyme Engeneerng
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 海洋微生物を活用したSDGsへの挑戦-海と森をホワイトバイオでつなぐ-2019

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 海洋性細菌の酵素でリグニンから機能性化学品をつくる2018

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      グリーン科学技術研究所セミナー
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ホワイトバイオでつなぐ ~リグニンから機能性芳香族モノマーへ~2018

    • Author(s)
      大田ゆかり, 西村裕志, 片平正人, 磯﨑勝弘, 中村正治
    • Organizer
      第67回 高分子討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] リグニンからフェニルプロパノンモノマーをバイオでつくる2018

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      エコマテリアル研究会 18-2
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 海洋微生物からの有用機能の探索とその応用2018

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度 第3回関東支部例会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 海の底に玉手箱を探して2018

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      山口大学微生物研究推進体第10回研究成果発表会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Novosphingobium sp. MBES04株のリグニン関連物質存在下におけるトランスクリプトーム解析2018

    • Author(s)
      大田ゆかり,石井俊一、嶋根康弘、黒澤佳奈子、市川淳子、小林樹和、山田 美紗登、西村裕志、渡辺隆司
    • Organizer
      第63回リグニン討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Book] リグニン利活用のための最新技術動向 第11章 「11 海洋微生物酵素群によるリグニン分解高度化と人工漆材料への展開」2020

    • Author(s)
      大田ゆかり,西村裕志,片平正人,礒﨑勝弘,中村正治(監修:梅澤俊明)
    • Total Pages
      225
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314945
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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