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Environmental sulfur sensing by sulfite signaling, and control mechanism of sulfur assimilation

Research Project

Project/Area Number 26450091
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionUniversity of Tsukuba (2016)
Nara Institute of Science and Technology (2014-2015)

Principal Investigator

OHTSU Iwao  筑波大学, 国際産学連携本部, 准教授 (60395655)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords硫黄同化経路 / チオ硫酸イオン / 亜硫酸イオン / 硫化水素 / 大腸菌 / システイン / 活性硫黄種 / 硫黄代謝 / メタボローム / シグナル分子 / 硫黄同化(代謝) / システイン(代謝) / アミノ酸発酵 / レポーターアッセイ / 遺伝子発現 / チオ硫酸 / 硫酸
Outline of Final Research Achievements

We report the identification of a novel regulation system of sulfite (SO3) or hydrogen sulfide (H2S) production in E. coli. We have measured the capacity of H2S generation in the medium containing glucose, and showed that glucose limitation induces abundant production of H2S from E. coli cells. No requirement of cysteine degradation for this inducible H2S generation because effect of deletion of genes involved cysteine degradation is negligible. Experiments using minimal synthetic medium containing inorganic sulfur compounds as a sulfur source revealed that the H2S is produced by assimilation of thiosulfate, but not by sulfate. We also found that Crp is required for the H2S production to response in glucose limitation. These results indicates that, in E. coli, carbon and sulfur metabolism are likely to be coordinately controlled by sensing starvation for nutrients.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (20 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] L-Cysteine Metabolism and Fermentation in Microorganisms.2017

    • Author(s)
      Hiroshi Takagi H & Iwao Ohtsu
    • Journal Title

      Adv Biochem Eng Biotechnol.

      Volume: 159 Pages: 129-151

    • DOI

      10.1007/10_2016_29

    • ISBN
      9784431565185, 9784431565208
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Vacuolar amino acid transporters upregulated by exogenous proline and involved in cellular localization of proline in <i>Saccharomyces cerevisiae</i>2016

    • Author(s)
      Ikuhisa Nishida, Daisuke Watanabe, Tsolmonbaatar A, Tomohiro Kaino, Iwao Ohtsu, Hiroshi Takagi
    • Journal Title

      The Journal of General and Applied Microbiology

      Volume: 62 Issue: 3 Pages: 132-139

    • DOI

      10.2323/jgam.2016.01.005

    • NAID

      130005164753

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vacuolar amino acid transporters upregulated by exogenous proline and involved in cellular localization of proline in Saccharomyces cerevisiae2016

    • Author(s)
      Ikuhisa Nishida, Daisuke Watanabe, Ariunzaya Tsolmonbaatar, Tomohiro Kaino, Iwao Ohtsu, and Hiroshi Takagi
    • Journal Title

      The Journal of General and Applied Microbiology

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130005164753

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A finding of thiosulfate pathway for synthesis of organic sulfur compounds in Saccharomyces cerevisiae and an improvement of ethanol production.2015

    • Author(s)
      Eri Funahashi, Kyohei Saiki, Kurara Honda, Yuki Sugiura, Yusuke Kawano, Iwao Ohtsu, Daisuke Watanabe, Yukari Wakabayashi, Tetsuya Abe, Tsuyoshi Nakanishi, Makoto Suematsu, and Hiroshi Takagi
    • Journal Title

      J. Biosci. Bioeng.

      Volume: 印刷中

    • NAID

      110010022649

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Uptake of l-cystine via an ABC transporter contributes defense of oxidative stress in the L-cysteine export-dependent manner in Escherichia coli.2015

    • Author(s)
      Ohtsu I, Kawano Y, Suzuki M, Morigasaki S, Saiki K, Yamazaki S, Nonaka G, Takagi H.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10 Issue: 4 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0120619

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Involvement of the yciW gene in L-cysteine and l-methionine metabolism in Escherichia coli.2015

    • Author(s)
      Yusuke Kawano, Iwao Ohtsu, Ai Tamakoshi, Maeka Shiroyama, Ai Tsuruoka, Kyouhei Saiki, Kazuhiro Takumi, Gen Nonaka, Tsuyoshi Nakanishi, Takako Hishiki, Makoto Suematsu, and Takagi Hiroshi.
    • Journal Title

      J. Biosci. Bioeng.

      Volume: 119 Pages: 310-313

    • NAID

      110009923572

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      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Enhancement of L-cysteine production by disruption of yciW in Escherichia coli.2015

    • Author(s)
      Yusuke Kawano*, Iwao Ohtsu¶*, Kazuhiro Takumi, Ai Tamakoshi, Gen Nonaka, Eri Funahashi, Masaki Ihara, and Takagi Hiroshi.
    • Journal Title

      J. Biosci. Bioeng.

      Volume: 119 Pages: 176-179

    • NAID

      110009922578

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      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 微生物の硫黄代謝とその応用2017

    • Author(s)
      大津厳生
    • Organizer
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2017-03-02
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  • [Presentation] 微生物の硫黄同化と炭素同化の協調的な制御メカニズムの解析2017

    • Author(s)
      氏本貴仁, 田中尚志, 尾﨑 由佳梨, 河野祐介, 阿部哲也, 大津厳生
    • Organizer
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2017-03-02
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] システイン生産大腸菌を利用したエルゴチオネインの発酵2017

    • Author(s)
      西口みゆ, 田中尚志, 三浦雅史, 河野祐介, 大津厳生
    • Organizer
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2017-03-02
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 意外に知らない?食品中に含まれる抗酸化アミノ酸:発酵食品とエルゴチオネイン2016

    • Author(s)
      三浦雅史, 田中尚志, 鈴木園枝, 石井寛子, 河野祐介, 大津厳生
    • Organizer
      第55回 日本栄養・食糧学会 近畿支部大会
    • Place of Presentation
      帝塚山学院大学泉が丘キャンパス(大阪府堺市)
    • Year and Date
      2016-10-22
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 硫黄代謝関連遺伝子の改変による大腸菌のシステイン発酵生産性の向上2016

    • Author(s)
      河野祐介, 仲谷豪, 西口みゆ, 鶴岡愛, 高木博史, 大津厳生
    • Organizer
      第68回日本生物工学会大会(2016)
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-09-28
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌における硫黄源のカタボライト抑制機構の解明2016

    • Author(s)
      西口みゆ, 城山真恵加, 河野祐介, 高木博史, 大津厳生
    • Organizer
      第68回日本生物工学会大会(2016)
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-09-28
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌における硫黄源のカタボライト抑制機構の解明2016

    • Author(s)
      西口みゆ, 城山真恵加, 河野祐介, 高木博史, 大津厳生
    • Organizer
      第11回トランスポーター研究会
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパスきはだホール(京都府宇治市)
    • Year and Date
      2016-07-02
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規スルホシステイントランスポーターYdjN の機能解析2016

    • Author(s)
      石井寛子, 河野祐介, 大津厳生
    • Organizer
      第11回トランスポーター研究会
    • Place of Presentation
      京都大学 宇治キャンパスきはだホール(京都府宇治市)
    • Year and Date
      2016-07-02
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeにおけるチオ硫酸同化経路の解析2015

    • Author(s)
      辰巳恭平, 大津厳生, 舟橋依里, 河野祐介, 高木博史
    • Organizer
      第33回イーストワークショップ
    • Place of Presentation
      せとうち児島ホテル(岡山県倉敷市)
    • Year and Date
      2015-11-15
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 分裂酵母Schizosaccharomyces pombeの無機硫黄同化経路の解析2015

    • Author(s)
      秦野智行, 氏本貴仁, 河野祐介, 大津厳生, 高木博史
    • Organizer
      第33回イーストワークショップ
    • Place of Presentation
      せとうち児島ホテル(岡山県倉敷市)
    • Year and Date
      2015-11-15
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸菌における硫化水素生成機構2015

    • Author(s)
      氏本貴仁, 秦野智行, 大津厳生
    • Organizer
      平成27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-細菌細胞の増殖と分化研究の新展開」
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • Year and Date
      2015-11-07
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸菌における新規な有機性硫黄化合物の発酵生産2015

    • Author(s)
      西口みゆ, 河野祐介, 大津厳生
    • Organizer
      平成27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-細菌細胞の増殖と分化研究の新展開」
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • Year and Date
      2015-11-07
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 若手研究者が切り拓く合成代謝工学による有用物質生産のための新しい技術紹介と実用化への挑戦:メタボローム解析を用いた地球規模での硫黄代謝工学2015

    • Author(s)
      大津厳生
    • Organizer
      第67回日本生物工学会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2015-10-28
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 若手研究者が切り拓く合成代謝工学による有用物質生産のための新しい技術紹介と実用化への挑戦:「硫黄代謝」から見える細胞代謝の世界 ~サルファーインデックス解析の活用による合理的な分子育種~2015

    • Author(s)
      河野祐介, 秦野智行, 大津厳生, 高木博史
    • Organizer
      第67回日本生物工学会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2015-10-28
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 意外と知らない硫黄同化を最大限に利用した有用物質生産2015

    • Author(s)
      大津厳生
    • Organizer
      日本生物工学会関西支部 第107回醗酵学懇話会
    • Place of Presentation
      サントリーワールドリサーチセンター(京都府相楽郡)
    • Year and Date
      2015-08-20
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      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 微生物の硫黄同化機構の解明と硫黄分子種による新たな様式のシグナリングおよび細胞内フローの可能性2015

    • Author(s)
      河野祐介, 鈴木茉里奈, 仲谷 豪, 大津厳生, 高木博史
    • Organizer
      第15回日本NO学会学術集会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2015-06-26
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    • Invited
  • [Presentation] 進化の果てに消滅した硫黄同化:大腸菌における硫黄の選択的利用機構2014

    • Author(s)
      大津厳生
    • Organizer
      第5回愛媛微生物学ネットワークフォーラム
    • Place of Presentation
      愛媛大学情報メディアセンター メディアホール, 愛媛県松山市
    • Year and Date
      2014-10-25
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    • Invited
  • [Presentation] 新規CysBレギュロンタンパク質YciWの機能解析とその応用2014

    • Author(s)
      鶴岡愛
    • Organizer
      2014年度日本農芸化学会関西支部大会
    • Place of Presentation
      奈良先端科学技術大学院大学, 奈良県生駒市
    • Year and Date
      2014-09-20
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] チオ硫酸塩によるSaccharomyces cerevisiaeの生育促進やエタノール生産性の向上2014

    • Author(s)
      舟橋依里
    • Organizer
      第66回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター, 北海道札幌市
    • Year and Date
      2014-09-09
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸菌におけるチオ硫酸イオン優先的なシステイン合成制御機構の解明2014

    • Author(s)
      城山真恵加
    • Organizer
      第66回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター, 北海道札幌市
    • Year and Date
      2014-09-09
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Book] 実験医学増刊:驚愕の代謝システム2014

    • Author(s)
      大津厳生, 河野祐介, 高橋砂予, 城山真恵加, 舟橋依里, 高木博史
    • Total Pages
      237
    • Publisher
      洋土社
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      2014 Research-status Report
  • [Remarks] ストレス微生物科学研究室

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/takagi/?page=874

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      2015 Research-status Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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