Elucidation of diversity and function of bacterial photosensor

• Project/Area Number: 25450113
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: TAKANO Hideaki 日本大学, 生物資源科学部, 講師 (50385994)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2013: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 光センサー / LitR / カロテノイド / 非光合成細菌 / 放線菌 / 一般細菌 / 光覚醒 / 微生物の潜在能力 / 休眠遺伝子 / 光受容体 / ビタミンB12

Outline of Final Research Achievements

LitR family serves as a transcriptional regulator with photosensor function in a diverged non-phototrophic bacteria. We determined a three dimensional structure of the photosensor domain of Class I LitR. We also demonstrated the the biochemical properties of Class II LitR serving as a light-dependent repressor. We also revealed that TetR and MerR type regulator are involved in the light-dependent regulation in non-phototrophic bacteria. Our studies showed the novel molecular mechanism of photo-sensing mechanisms and the diversity in non-phototrophic bacteria.

Research Products

• [Journal Article] Nitrogen oxide cycle regulates nitric oxide levels and bacterial cell signaling. (2016)
  • Author(s): Sasaki Y, Oguchi H, Kobayashi T, Kusama S, Sugiura R, Moriya K, Hirata T, Yukioka Y, Takaya N, Yajima S, Ito S, Okada K, Ohsawa K, Ikeda H, Takano H, Ueda K, Shoun H
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: In press Issue: 1 Pages: 2208-2208
  • DOI: 10.1038/srep22038
  • NAID: 120007129627
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The regulatory mechanism underlying light-inducible production of carotenoids in nonphototrophic bacteria (2016)
  • Author(s): Hideaki Takano
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Volume: In press Issue: 7 Pages: 1264-1273
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1156478
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Streptomyces metabolites in divergent microbial interactions. (2016)
  • Author(s): Takano H, Nishiyama T, Amano S, Beppu T, Kobayashi M, Ueda K
  • Journal Title: J Ind Microbiol Biotechnol Volume: 43 Issue: 2-3 Pages: 143-148
  • DOI: 10.1007/s10295-015-1680-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role and Function of LitR, an Adenosyl B12-Bound Light-Sensitive Regulator of Bacillus megaterium QM B1551, in Regulation of Carotenoid Production (2015)
  • Author(s): Hideaki Takano, Kou Mise, Kenta Hagiwara, Naoya Hirata, Shoko Watanabe, Minami Toriyabe, Hatsumi Shiratori-Takano, Kenji Ueda
  • Journal Title: Journal of Bacteriology Volume: 197 Issue: 14 Pages: 2301-2315
  • DOI: 10.1128/jb.02528-14
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fundamental role of cobalamin biosynthesis in the developmental growth of Streptomyces coelicolor A3 (2) (2015)
  • Author(s): H Takano, K Hagiwara, K Ueda
  • Journal Title: Appl Microbiol Biotechnol Volume: 99 Issue: 5 Pages: 2329-2337
  • DOI: 10.1007/s00253-014-6325-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role and function of LitR, an AdoB12-bound light-sensitive regulator of Bacillus megaterium QM B1551, in the regulation of carotenoid production (2015)
  • Author(s): Hideaki Takano, Kou Mise, Kenta Hagiwara, Naoya Hirata, Shoko Watanabe, Minami Toriyabe, Hatsumi Shiratori-Takano, and Kenji Ueda
  • Journal Title: Journal of Bacteriology Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] LdrP, a cAMP receptor protein/FNR family transcriptional regulator, serves as a positive regulator for the light-inducible gene cluster in the megaplasmid of Thermus thermophilus (2014)
  • Author(s): Hideaki Takano, Yoshihiro Agari, Kenta Hagiwara, Ren Watanabe, Ryuta Yamazaki, Teruhiko Beppu, Akeo Shinkai, Kenji Ueda
  • Journal Title: Microbiology Volume: 160 Issue: 12 Pages: 2650-2660
  • DOI: 10.1099/mic.0.082263-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of the tryptophanase expression in Symbiobacterium thermophilum in a coculture with Geobacillus stearothermophilus (2014)
  • Author(s): Watsuji TO, Takano H, Yamabe T, Tamazawa S, Ikemura H, Ohishi T, Matsuda T,Shiratori-Takano H, Beppu T, Ueda K.
  • Journal Title: Applied Microbiology and Biotechnology Volume: 98 Issue: 24 Pages: 10177-10186
  • DOI: 10.1007/s00253-014-6053-4
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Pseudomonas属細菌の細胞離散に関与する因子の同定 (2016)
  • Author(s): 土田 大暁、鈴木 誉士、上田 賢志、高野 英晃
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌）
  • Year and Date: 2016-03-29
• [Presentation] Class III LitRを有するBurkholderia属細菌の光応答制御メカニズムの解析 (2016)
  • Author(s): 角 悟、上田 賢志、高野 英晃
  • Organizer: 第10回日本ゲノム微生物学会年会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2016-03-04
• [Presentation] 一般細菌が示す多様な環境応答の分子メカニズムに関する研究 (2015)
  • Author(s): 高野英晃
  • Organizer: 2015年度第二回日本農芸化学会関東支部例会
  • Place of Presentation: 東京大学農学部弥生講堂（東京都文京区）
  • Year and Date: 2015-12-12
  • Invited
• [Presentation] 光センサー型転写調節蛋白質LitRの機能に関与するアミノ酸残基の同定 (2015)
  • Author(s): 見世 光、丸山 貴史、萩原 健太、上田 賢志、高野 英晃
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 微生物機能を誘発する環境因子群とその作用機構に関する研究 (2015)
  • Author(s): 高野 英晃
  • Organizer: 平成27年度(第14回)日本農学進歩賞受賞講演会
  • Place of Presentation: 東京大学農学部弥生講堂（東京都文京区）
  • Year and Date: 2015-11-27
  • Invited
• [Presentation] Pseudomonas属細菌における青色光感知メカニズムの解析 (2015)
  • Author(s): 小林暢、上田賢志、高野英晃
  • Organizer: 第14回微生物研究会
  • Place of Presentation: 明治大学生田キャンパス（神奈川県川崎市）
  • Year and Date: 2015-10-31
• [Presentation] LitR, a MarR-family transcriptional regulator of Bacillus megaterium: its role and function in the light-inducible carotenoid production. (2015)
  • Author(s): Hideaki Takano, Kou Mise, Kenta Hagiwara, Naoya Hirata, and Kenji Ueda
  • Organizer: ASM2015(115th General Meeting of the American Society for Microbiology)
  • Place of Presentation: New Orleans Ernest N. Morial Convention Center（米国）
  • Year and Date: 2015-06-01
• [Presentation] 光センサー型転写調節蛋白質LitRの機能に関与するアミノ酸残基の同定とその立体構造の決定 (2015)
  • Author(s): 見世 光、丸山貴史、萩原健太、上田賢志、高野英晃
  • Organizer: 2015年度日本農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山）
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] Burkholderia multivoransにおける光誘導的な遺伝子発現に関わるECF型シグマ因子の役割 Role of an ECF sigma factor involvedd in light-induced gene expression in Burkholderia multivorans (2015)
  • Author(s): 角 悟、上田賢志、高野英晃
  • Organizer: 2015年度日本農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山）
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] 一般細菌が示す多様な環境応答の分子メカニズムに関する研究 (2015)
  • Author(s): 高野英晃
  • Organizer: 2015年度日本農芸化学会大会（受賞講演）
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山）
  • Year and Date: 2015-03-26
  • Invited
• [Presentation] アミノ酸生産菌から見出したMarR 型光応答性転写調節蛋白質 (2015)
  • Author(s): 松木哲郎、伊藤優佑、渡邉恵利花、上田賢志、高野英晃
  • Organizer: 第9回日本ゲノム微生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸大学（兵庫）
  • Year and Date: 2015-03-07
• [Presentation] LimR, a MarR-family transcriptional regulator of Corynebacterium glutamicum: its role and function in the light-inducible carotenoid production (2014)
  • Author(s): Hideaki Takano, Tetsurou Matsuki, Kou Mise, Takuya Kawamura, Yusuke Ito, Erika Watanabe, Shoko Watanabe, Teruhiko Beppu, and Kenji Ueda
  • Organizer: XVII. International symposium on the Biology of Actinomycetes
  • Place of Presentation: Pine Bay Holiday Resort Kusadasi, Aydin, TURKEY
  • Year and Date: 2014-10-09
• [Presentation] Pseudomonas属細菌の細胞離散に関与する制御因子の同定 (2014)
  • Author(s): 土田大暁、上田賢志、高野英晃
  • Organizer: 微生物研究会
  • Place of Presentation: 東京農業大学（東京）
  • Year and Date: 2014-07-26
• [Presentation] Bacillus megaterium QM B1551株の光誘導性カロテノイド生産機構の解明 (2014)
  • Author(s): 見世光、萩原健太、平田 直哉、上田 賢志、高野 英晃
  • Organizer: 日本農芸化学会 2014年度大会
  • Place of Presentation: 明治大学生田キャンパス
• [Presentation] グラム陰性細菌が有する新規な光応答転写調節タンパク質の探索とその解析 (2014)
  • Author(s): 角悟、上田賢志、高野英晃
  • Organizer: 日本農芸化学会 2014年度大会
  • Place of Presentation: 明治大学生田キャンパス
• [Presentation] Corynebacterium glutamicumから見出した新規な光応答性転写調節タンパク質の解析 (2014)
  • Author(s): 松木哲郎、伊藤優佑、渡邉恵利花、上田賢志、高野英晃
  • Organizer: 日本農芸化学会 2014年度大会
  • Place of Presentation: 明治大学生田キャンパス
• [Presentation] 新規な光センサー型転写調節蛋白質の生化学および構造学的研究 (2013)
  • Author(s): 高野英晃
  • Organizer: 公益財団法人長瀬科学技術振興財団 平成２４年度研究成果発表会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター
  • Invited
• [Presentation] グラム陰性細菌が有する新規な光センサーの探索とその解析 (2013)
  • Author(s): 角悟、高野英晃、上田賢志
  • Organizer: 第12回 微生物研究会
  • Place of Presentation: 東京電機大学 東京千住キャンパス
• [Presentation] ビタミンB12型光センサーLitRの機能と役割に関する研究 (2013)
  • Author(s): 見世光、高野英晃、上田賢志
  • Organizer: 第12回 微生物研究会
  • Place of Presentation: 東京電機大学 東京千住キャンパス
• [Presentation] 一般細菌の光応答転写制御の普遍性と多様性に関する研究 (2013)
  • Author(s): 高野英晃
  • Organizer: 2013年度国立遺伝学研究所研究会｢細菌細胞の増殖と代謝研究会（スイッチング制御）｣
  • Place of Presentation: 国立遺伝学研究所
• [Presentation] LitR/CarH family, a light-sensitive AdoB12-photoreceptor widely distributed in non-photosynthetic bacteria (2013)
  • Author(s): 高野英晃
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートピアホテル南館 大輪田
• [Remarks] 日本大学生物資源科学部応用生物科学科生命工学研究室
  • URL: http://hp.brs.nihon-u.ac.jp/~ueda/lab/
• [Remarks] 日本大学教員プロフィール
  • URL: http://kenkyu-web.cin.nihon-u.ac.jp/Profiles/65/0006452/profile.html
• [Remarks] 日本大学生物資源科学部・生命工学研究室
  • URL: http://hp.brs.nihon-u.ac.jp/~ueda/lab/
• [Remarks] 日本大学教員情報
  • URL: http://kenkyu-web.cin.nihon-u.ac.jp/Profiles/65/0006452/profile.html
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://hp.brs.nihon-u.ac.jp/~ueda/lab/
• [Remarks] 河合塾 進学情報サイト ゴートゥースクール・ドット・コム
  • URL: http://www.52school.com/basic_information_2267/seminar_laboratory_ss_06/