2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the regulatory mechanism of the denitrification genes in an aerobic anoxygenic photosynthetic bacterium
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15K07351
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
新井 博之 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (70291052)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 脱窒 / 光合成 / 一酸化窒素 / 微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
好気性酸素非発生型光合成細菌Roseobacter denitrificans OCh114株は、酸素が存在する好気条件下では好気呼吸により生育に必要なエネルギーを得ているが、酸素が存在しない嫌気条件下において窒素酸化物を代替電子受容体とした嫌気呼吸（脱窒）により生育することが可能である。OCh114の脱窒関連遺伝子は、嫌気条件だけでなく光照射によっても発現誘導が起こるという特徴がある。脱窒は硝酸を亜硝酸、一酸化窒素(NO)、亜酸化窒素を経て分子状窒素ガスにまで還元する一連の反応であり、これらの反応を触媒する還元酵素の遺伝子は、一般的にはDNRなどのNOに応答する転写調節因子によって制御されている。これまでに、OCh114株がDNRタイプの転写調節因子をコードする遺伝子を２個（dnr1とdnr2）持っており、両方が脱窒による嫌気的生育に必要とされることを明らかにしている。OCh114は2種のDNR (DNR1とDNR2)を必要とするため、それらの機能上の違いに興味が持たれた。本年度は、嫌気性光合成細菌Rhodobacter sphaeroides、および、緑膿菌のFNRファミリー転写調節因子の遺伝子欠損株を宿主として、OCh114由来のDNR1とDNR2を異種発現し、それらの機能上の違いの比較を試みたが、現時点ではどちらの宿主を用いた場合でもDNR1とDNR2の機能的発現は認められず、他菌のDNRとの互換性が低いことが分かった。OCh114で新たに見つかった光合成遺伝子発現を制御している因子LOV-HKの遺伝子破壊株では好気明条件での脱窒遺伝子の発現が上昇しており、LOV-HKが光に応答した脱窒遺伝子発現に関与していることが明らかになった。
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[Journal Article] Dynamics of nitric oxide controlled by protein complex in bacterial system2017
Author(s)
Erina Terasaka, Kenta Yamada, Po-Hung Wang, Kanta Hosokawa, Raika Yamagiwa, Kimi Matsumoto, Shoko Ishii, Takaharu Mori, Kiyoshi Yagi, Hitomi Sawai, Hiroyuki Arai, Hiroshi Sugimoto, Yuji Sugita, Yoshitsugu Shiro and Takehiko Tosha
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. USA
Volume: 114
Pages: 9888-9893
DOI
Peer Reviewed
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