| Project/Area Number |
23K21163
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| Project/Area Number (Other) |
21H02094 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
中村 顕 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10207863)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢嶋 俊介 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (90301548)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
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| Keywords | L-グルコース代謝 / Luteolibacter / Verrucomicrobia / スクリーニング / 酵素立体構造解析 |
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| Outline of Research at the Start |
地球上の生命はD-グルコースを代謝するがL-グルコースは代謝できず、グルコース代謝にはホモキラリティーが存在する。申請者は門レベルで分類が異なる2種のL-グルコース資化菌を自然界から分離し、その代謝機構が異なることを明らかにしつつある。このことから、L-グルコース代謝機構には多様性があることが考えられる。さらに、自然界には多種多様なL-グルコース資化菌が存在することも考えられる。
本研究では、分離株のL-グルコース代謝機構の全貌と代謝酵素の立体構造を明らかにする。さらに分類の異なるL-グルコース資化菌の分離と解析を通じて、L-グルコース資化菌の多様性と代謝機構の多様性を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) LG18株のL-グルコース代謝関連遺伝子の同定 前年度までに同代謝経路の全貌を明らかにしたので、本年度は学術論文を執筆した。現在投稿中である。関連して、LG18株の全ゲノム配列について論文を公表した。
2) メタボローム解析を用いたL-グルコース代謝経路の推定 代表者は今までに2種類のL-グルコース代謝経路を明らかにし、さらに多くのL-グルコース資化菌の単離に成功している。これらの新規L-グルコース資化菌の代謝経路を一つ一つ解析していくのは、時間と労力がかかるので、メタボローム解析技術を用いてL-グルコース代謝経路の推定が可能かどうか検討した。具体的には、以前に代謝経路を明らかにしたP. laeviglucosivorans 43P株をL-グルコース/D-グルコース最少培地で培養し、代謝物を抽出してCE-MSを用いて分析・比較を行った。その結果、2つの培養条件で異なるピークは検出されたが、その推定分子量は同株のL-グルコース代謝経路の中間産物とは一致せず、この方法での検討は困難であることが示された。今後は異なる方法で解析することを検討する。
3) Shinella sp. 1A1株のL-グルコース代謝経路の解析 同株の代謝初発反応が、他の株と同様、L-glucose dehydrogenaseによるL-gluconateへの変換であることを明らかにし、同酵素をコードする遺伝子を同定した。今後は同株の代謝経路の全貌を明らかにしていく予定である。
4) 新規L-グルコース資化菌のスクリーニング 今までに分離源としてこなかった糞便等のサンプルをスクリーニング源とするため、必要な倫理に関する手続きを進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、研究計画1)については完了し、論文執筆・公表を進めている。他の研究計画もおおむね順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
1) LG18株の分類学的検討 前年度に引き続き、LG18株の生理学的解析を行い、新種としての記載を目指す。
2) Shinella sp. 1A1株のL-グルコース代謝経路の解析 前年度に引き続き、同株のL-グルコース代謝経路の解析を行い、代謝経路の全貌を明らかにする。
3) 網羅的なL-グルコース資化菌の分離・同定方法の開発 代表者は今までに、環境中には多種多様なL-グルコース資化菌が存在することを明らかにしてきているが、より網羅的に分離・同定する技術の開発を目指す。具体的には、蛍光色素を付加したL-グルコース誘導体の2-NBDLGを用いて環境微生物を染色し、セルソーターを用いて分取する系の開発を目指す。
4) メタボローム解析を用いたL-グルコース代謝経路の推定 代謝経路の解析には多くの時間と労力がかかる。そこでメタボローム解析技術を用いて、新規分離株のL-グルコース代謝経路を代謝物レベルで解析する手法の開発を検討する。具体的には、今まで明らかにした2種類のL-グルコース代謝経路の中間化合物を、購入または酵素反応で調製し、これをLC-MS/MS解析に供して化合物のデータベースを作成する。新規分離株のメタボローム解析の際に、同データベースを利用することにより、既知の経路との異同を明らかにすることができると予想される。
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