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Determining the transcriptional network and genome editing to create a novel cellulolytic bacterial strain for biofuels refinery

Research Project

Project/Area Number 20K06139
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Taichi Takasuka  北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70748409)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 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 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords昆虫共生放線菌 / 植物バイオマス分解 / 転写制御ネットワーク / ゲノム編集 / 植物バイオマス分解性放線菌 / 転写制御因子 / バイオマス分解性放線菌 / マンナン分解酵素 / セルロース分解酵素 / マンノオリゴ糖応答性転写因子 / マンナン応答性転写調節因子 / プロテオミクス解析 / 木質分解性細菌
Outline of Research at the Start

本研究では、植物バイオマス分解性放線菌の植物バイオマス分解能力を制御する転写制御メカニズムを解明する。本研究で明らかにする予定のセルロース応答性、およびヘミセルロース応答性の転写制御因子については、対象放線菌ゲノムをターゲットにゲノム編集を行い、恒常的にセルロース分解酵素やヘミセルロース分解酵素を分泌する新規植物バイオマス分解細菌の作出し、生化学的手法およびプロテオミクス解析法により、評価する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aim to develop the plant biomass decomposition ability of the strain Streptomyces sp. SirexAA-E by discovering the transcriptional network that response available plant biomass constituent in the growth media.Furthermore, we developed the genome-editing technology to this strain.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で明らかにした植物バイオマス分解性放線菌における植物細胞壁成分応答性転写制御メカニズムは、これまで報告されていない植物細胞壁マンナン糖質に応答する新たな転写調節因子を解明し、さらに確立した本菌におけるゲノム編集技術は、転写制御メカニズムを理解した上で、新規放線菌株作出を可能にした。これらの知見と技術は、当該分野における学術的意義にとどまらず、未来の植物バイオマス資源を利用した持続可能エネルギー生産技術の基盤となりえるため、社会的意義も大きい。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] 米国ウィスコンシン大学マディソン校(米国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Wisconsin -Madison(米国)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] 米国ウィスコンシン大学マディソン校生化学部門(米国)

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Mannose- and Mannobiose-Specific Responses of the Insect-Associated Cellulolytic Bacterium strain Streptomyces sp. SirexAA-E2021

    • Author(s)
      Ohashi Keisuke、Hataya Shogo、Nakata Akane、Matsumoto Kazuki、Kato Natsumi、Sato Wakana、Carlos-Shanley Camila、Beebe Emily T.、Currie Cameron R.、Fox Brian G.、Takasuka Taichi E.
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology

      Volume: 87 Issue: 14

    • DOI

      10.1128/aem.02719-20

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Streptomyces sp. SirexAA-E における新規転写因子によるキシラン特異的な遺伝子制御機構2022

    • Author(s)
      林 直希, 長野 竜也, 大橋 慧介, 高須賀 太一
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロース分解性Streptomyces. sp. SirexAA-Eのキシランによって誘導されるグリオキシル酸回路に関する研究2022

    • Author(s)
      長野 竜也, 大橋 慧介, 林 直希, Kumar Vijay, 高須賀 太一
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロース分解性ストレプトマイセス属における、恒常的な酵素産生を目指したCRISPR/Casによるゲノム編集技術の確立2021

    • Author(s)
      中田 朱音, 大橋 慧介, 高須賀 太一
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] セルロース分解性昆虫共生ストレプトミセス属放線菌における、マンノース/マンノビオース応答性の解明2021

    • Author(s)
      大橋 慧介, 幡谷 省悟, 中田 朱音, 松本 一樹, 加藤 夏海, キャメロン カリー, ブライアン フォックス, 高須賀 太一
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] セルロース分解性昆虫共生ストレプトミセス属放線菌における、マンノース/マンノビオース応答性の解明2021

    • Author(s)
      大橋慧介
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] セルロース分解性ストレプトマイセス属における、恒常的な酵素産生を目指したCRISPR/Casによるゲノム編集技術の確立2021

    • Author(s)
      中田朱音
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 高須賀研究室

    • URL

      http://lab.agr.hokudai.ac.jp/takasuka/index.html

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 高須賀研究室ホームページ

    • URL

      http://lab.agr.hokudai.ac.jp/takasuka/

    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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