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Regulation of CAZyme genes expression in a cellulolytic Clostridium bacterium

Research Project

Project/Area Number 18K18218
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 64030:Environmental materials and recycle technology-related
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

Ichikawa Shunsuke  三重大学, 教育学部, 講師 (50781118)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywordsセルロース系バイオマス / セルロース分解細菌 / 糖質関連酵素 / バイオリファイナリー / Clostridium thermocellum / Clostridium属細菌
Outline of Final Research Achievements

The cellulytic bacterium Clostridium thermocellum recognizes the structure and constituents of cellulosic biomass and secretes multiple degradative enzymes suitable for its degradation via gene expression regulators (σ-factors). Transcriptome analysis revealed that the expression of 47 carbohydrate-active enzyme genes were promoted and eight were repressed in C. thermocellum sigI7 expression strain. The cellulosic biomass degradation activity of the cultures of the sigI7 strain was lower than that of the wild-type stain. Xylanases with molecular weight of approximately 75 kDa and 50 kDa were reduced in the culture of the sigI7 strain.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

未利用資源であるセルロース系バイオマスからの原油代替化合物生産(バイオリファイナリー)を実現するために、セルロース系バイオマスの効率的分解を達成する必要がある。バイオリファイナリーの候補微生物であるClostridium thermocellumはセルロース系バイオマスの構造や構成成分を認識し、遺伝子発現調節因子(σ因子)を介して、その分解に適した多種の分解酵素を分泌する。本研究では、σ因子の機能を明らかにすることでC. thermocellumのバイオマス分解酵素生産の調節メカニズムの一端を明らかにした。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Cellulosomes localize on the surface of membrane vesicles from the cellulolytic bacterium Clostridium thermocellum2019

    • Author(s)
      Shunsuke Ichikawa, Satoru Ogawa, Ayami Nishida, Yuzuki Kobayashi, Toshihito Kurosawa, Shuichi Karita
    • Journal Title

      FEMS Microbiology Letters

      Volume: 366 Issue: 12

    • DOI

      10.1093/femsle/fnz145

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physcomitrella STEMIN transcription factor induces stem cell formation with epigenetic reprogramming2019

    • Author(s)
      Masaki Ishikawa, Mio Morishita, Yohei Higuchi, Shunsuke Ichikawa, Takaaki Ishikawa, Tomoaki Nishiyama, Yukiko Kabeya, Yukiko, Yuji Hiwatashi, Tetsuya Kurata, Minoru Kubo, Shuji Shigenobu, Yosuke Tamada, Sato Yoshikatsu, Mitsuyasu Hasebe
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 5 Issue: 7 Pages: 681-690

    • DOI

      10.1038/s41477-019-0464-2

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Glucose production from cellulose through biological simultaneous enzyme production and saccharification using recombinant bacteria expressing the β-glucosidase gene2019

    • Author(s)
      Ichikawa Shunsuke、Ichihara Maiko、Ito Toshiyuki、Isozaki Kazuho、Kosugi Akihiko、Karita Shuichi
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 127 Issue: 3 Pages: 340-344

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.08.008

    • NAID

      40021846270

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 細菌 Clostridium thermocellum のセルロース分解メカニズム2019

    • Author(s)
      市川俊輔
    • Organizer
      第33回セルラーゼ研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 細菌 Clostridium thermocellum のメンブランベシクル生産とセルロース分解能への寄与2019

    • Author(s)
      市川 俊輔 小川 覚 西田 郁美 小林 柚姫 黒澤 俊人 苅田 修一
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Clostridium thermocellumのメンブランベシクル形成とセルロソームの局在2018

    • Author(s)
      市川俊輔 小川覚 西田郁美 黒澤俊人 苅田修一
    • Organizer
      第32回セルラーゼ研究会
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  • [Presentation] BGL発現細菌とClostridium thermocellumを用いたグルコース生産2018

    • Author(s)
      伊藤敏之 市川俊輔 市原舞子 磯崎一歩 苅田修一
    • Organizer
      第32回セルラーゼ研究会
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  • [Presentation] 土壌微生物叢からの抗大腸がん作用物質の探索2018

    • Author(s)
      木下玄太 市川俊輔 西田郁美 岡﨑文美 中山寛子 増田裕一 西村訓弘 島田康人
    • Organizer
      第82回生化学会中部支部例会
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  • [Presentation] 土壌微生物叢からの抗大腸癌作用物質の探索2018

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      木下玄太 市川俊輔 西田郁美 岡﨑文美 中山寛子 増田裕一 西村訓弘 島田康人
    • Organizer
      第133回薬理学会近畿部会
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  • [Presentation] 大腸ガン増殖抑制作用を持つ土壌微生物叢の探索研究2018

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      市川俊輔 西田郁美 岡﨑文美 増田裕一 黒柳淳哉 中山寛子 西村訓弘 島田康人
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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