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Transition from stationary phase to death phase in microbial cells

Research Project

Project/Area Number 19H02872
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Kato Setsu  広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (80762070)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Keywords大腸菌 / 1細胞解析 / 定常期 / 出芽酵母 / 細胞死
Outline of Research at the Start

自然界において微生物の細胞は対数増殖をひたすら繰り返すのではなく、多くの時間を細胞数の増加を伴わない状態で過ごしていると考えられる。それではこのとき、細胞はいったいどのような生理状態でいるのだろうか。この疑問に答えるため、本研究は細菌の生理状態が定常期から死滅期にかけてどう変化するのかを顕微鏡観察と1細胞定量解析により明らかにすることを目指す。

Outline of Final Research Achievements

Microbial cells exist all across the natural world. However, it is uncommon that those cells are exposed to nutrient-rich environments to support their exponential growth. In this study, we aimed to understand how microbial cells would change their physiological conditions from stationary phase to death phase. We decided to use Escherichia coli as a model organism for this purpose and evaluated physiological conditions at a single cell level. It was shown that some of dead cells, which lost their ability to proliferate even when nutrients were replenished, were able to maintain cell-membrane homeostasis and cellular energy status at a level comparable to that of living cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自然界において微生物細胞が栄養豊富な増殖環境に存在することはまれである。そのため、対数増殖期だけでなく他の生育期の情報を集めることは微生物機能のさらなる利用向上や微生物制御法(病原菌に対する対処法など)の新規開発に役立つ。本研究では、大腸菌細胞は栄養飢餓条件において増殖能力を失いながらもエネルギーを保持した場としては存在しうることが示唆され、このような細胞を用いた物質生産系の構築などに将来貢献できると考える。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Single-Cell Time-Lapse Observation Reveals Cell Shrinkage upon Cell Death in Batch Culture of Saccharomyces cerevisiae2021

    • Author(s)
      Kato Setsu、Suzuki Kenta、Kenjo Taiki、Kato Junya、Aoi Yoshiteru、Nakashimada Yutaka
    • Journal Title

      mBio

      Volume: 12 Issue: 6

    • DOI

      10.1128/mbio.03094-21

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 出芽酵母の細胞死過程における液胞動態の解析2022

    • Author(s)
      権丈泰希、青井議輝、中島田豊、加藤節
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム 第55回研究報告会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 異常な形状を示す大腸菌細胞とその増殖2022

    • Author(s)
      加藤 節
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 時空間的な環境制御が解き明かす細菌細胞の新たな性質2022

    • Author(s)
      加藤 節
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度京都大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 定常期における出芽酵母の細胞死と細胞収縮2021

    • Author(s)
      加藤 節、鈴木健太、権丈泰希、青井議輝、中島田豊
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム 第54回研究報告会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 定常期における大腸菌細胞の生理状態の解析2021

    • Author(s)
      加藤 節, 川畑 龍司, 青井 議輝, 中島田 豊
    • Organizer
      第73回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Life and death of Escherichia coli cells in batch culture2021

    • Author(s)
      加藤 節
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 栄養飢餓による微生物細胞の死2021

    • Author(s)
      加藤 節
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度仙台大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 大腸菌の定常期から死滅期におけるタンパク質発現能力の1細胞定量解析2020

    • Author(s)
      川畑 龍司、青井 議輝、中島田 豊、加藤 節
    • Organizer
      日本農芸化学会中四国支部第57回講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 1細胞レベルでみる微生物細胞の生死2020

    • Author(s)
      加藤 節
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 「微生物細胞の生死」を観察することの可能性と課題2020

    • Author(s)
      加藤 節
    • Organizer
      日本遺伝学会第92回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 出芽酵母における経時寿命の一細胞解析2020

    • Author(s)
      鈴木健太、青井議輝、中島田豊、加藤節
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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