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2017 Fiscal Year Research-status Report

立木加害性の木材腐朽菌による木材分解機構の解明

Research Project

Project/Area Number 16K18727
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

堀 千明  北海道大学, 工学研究院, 助教 (50722948)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords木材腐朽菌 / バイオマス
Outline of Annual Research Achievements

近年地球規模の環境変動と持続型社会の構築が求められる中、地球所で最大規模の生合成産物である植物バイオマスをエネルギー資源として利用するための多面的な研究が急務である。なかでも植物を効率よく分解出来る腐朽菌の植物分解機構を理解するための研究が進んでいる。本研究では、木材腐朽菌の中でも未解明な立木加害性の白色腐朽菌ベッコウタケに着目して、多面的なオミクス解析手法により本菌の植物分解機構を包括的に理解することを目指す。ベッコウタケは北海道大学構内をはじめ、日本中で甚大な倒木被害を引き起こしている。それら情報を元に植物バイオマスの利用への一助となる知見を得ることを目標としている。

今年度は、昨年度に北海道大学構内にて被害木から単離したベッコウタケを用いて、抽出成分を添加した際の菌糸成長およびタンパク質生産を解析した。それらの結果から本菌が他の白色腐朽菌と比較して、抽出成分への耐性が強いこと、また、その耐性の強さにラッカーゼ活性が重要である可能性を見出した。またその際の菌体外タンパク質の生産パターンは他の白色腐朽菌とは全く異なることから、プロテオーム解析でより詳細に明らかにする必要が示唆された。一方で、本菌からDNAを抽出し、大規模シーケンサーに全塩基配列を解読し、遺伝子予測を行なった。得られた全遺伝子情報を元に、他の糸状菌ゲノムと植物成分および抽出成分の分解ポテンシャルを比較する予定だ。またこの配列情報をデータベースとして、上述した培養系で得られたタンパク質をプロテオーム解析する予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度は学会発表を11件(うち3件ファースト・発表者)、原著論文6編(うち1件ファースト)を発表しており、精力的に研究に取り組んでいたと考えられる。これらの成果は本課題の進展に有益であった。また、昨年度に産休にて遅れていた分の研究を進められたこと、またベッコウタケが保有する抽出成分に耐性が強いこと、また、ラッカーゼ生産が重要である可能性を見出した点は、立木加害性の木材腐朽菌として初めて明らかになった知見である。したがって、申請者はおおむね順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

今後の予定としては、他の菌類との比較解析およびプロテオーム解析結果をまとめて学会発表および論文発表をすることを計画している。

Causes of Carryover

昨年度産休を取得した分を取り戻すべく研究を進めたが、進めきれなかった部分があるため、次年度に繰り越した。

  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] USDA-FPL(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      USDA-FPL
  • [Journal Article] Site-directed saturation mutagenesis of polyhydroxylalkanoate synthase for efficient microbial production of poly[(R)-2-hydroxybutyrate]2018

    • Author(s)
      Hori C, Oishi K, Matsumoto K, Taguchi S, Ooi T.
    • Journal Title

      J Biosci Bioeng.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2017.11.013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic changes of intracellular monomer levels regulate block sequence of polyhydroxyalkanoates in engineered Escherichia coli.2018

    • Author(s)
      Matsumoto K, Hori C, Fujii R, Takaya M, Ooba T, Ooi T, IsonoT, Satoh T, Taguchi S.
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 19 Pages: 662-671

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.7b01768

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ベッコウタケ接種に対する生立木樹幹二次木部の反応2018

    • Author(s)
      上田幹朗、堀 千明、玉井裕、山岸祐介, 宮本敏澄, 佐野雄三
    • Journal Title

      木材学会誌

      Volume: 64 Pages: 1-9

    • DOI

      https://doi.org/10.2488/jwrs.64.1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of lactate (LA)-based poly(ester-urethane) using hydroxyl-terminated LA-based oligomers from a microbial secretion system.2017

    • Author(s)
      Utsunomia, C., Saito, T., Matsumoto, K., Hori, C., Isono, T., Satoh, T., Taguchi, S.
    • Journal Title

      J. Polym. Res.

      Volume: 24 Pages: 167-172

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10965-017-1325-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of the Escherichia coli membrane transporters involved in the secretion of D-lactate-based oligomers by loss-of-function screening2017

    • Author(s)
      Utsunomia, C., Hori, C., Matsumoto, K., Taguchi, S.
    • Journal Title

      J Biosci Bioeng.

      Volume: 124 Pages: 635-640

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2017.06.018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microbial secretion of lactate-enriched oligomers for efficient conversion into lactide: A biological shortcut to polylactide2017

    • Author(s)
      Utsunomia, C., Matsumoto, K., Date, S., Hori, C., Taguchi, S.
    • Journal Title

      J Biosci Bioeng.

      Volume: 124 Pages: 204-208

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2017.03.002

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 組換え大腸菌による乳酸ベースオリゴマーの分泌生産と高分子合成への応用2018

    • Author(s)
      松本謙一郎、ウツノミアカミラ、堀千明、田口精一
    • Organizer
      2018年度日本農芸化学会大会
  • [Presentation] 森林害虫共生微生物が生産する菌体外酵素の解析2018

    • Author(s)
      堀千明, SONG Ruopu, MINKOFF B. Benjamin, 飛松裕基, 高須賀太一
    • Organizer
      第68回日本木材学会
  • [Presentation] Effects of plant defensive substances on growth and CAZy production of wood decay fungus Pereniporia fraxinea that infects living tree2018

    • Author(s)
      Hori C, Matsumoto R, Miyamoto T, Shigetomi K, Sano Y, Ooi T, Matsumoto K
    • Organizer
      International Symposium on Biomass Refinery: From Biomass Crops to Chemicals and Fuels
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic changes of intracellular monomer levels regulate block sequence of polyhydroxyalkanoates in engineered Escherichia coli2018

    • Author(s)
      Fujii R, Matsumoto K, Hori C, Takaya M, Ooba T, Taguchi S, Ooi T, Isono T, Satoh T
    • Organizer
      International Symposium on Biomass Refinery: From Biomass Crops to Chemicals and Fuels
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Direct secretory production of D-lactate oligomers by engineered Escherichia coli: a shortcut in the process of polylactide production2017

    • Author(s)
      Utsunomia C, Matsumoto K, Hori C, Taguchi S
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
  • [Presentation] 抗菌ペプチド・アピデシンおよび高活性変異体の作用機構解析2017

    • Author(s)
      川上駿、山崎蔵亨、三吉大地、大井俊彦、橋本茂樹、堀千明、田口精一、松本謙一郎
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
  • [Presentation] Lactyl-CoA 重合における乳酸重合酵素の反応機構解析2017

    • Author(s)
      飯島翠、松本謙一郎、堀千明、田口精一、大井俊彦
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
  • [Presentation] きのこゲノム情報を利用した植物バイオマス分解の効率化2017

    • Author(s)
      堀 千明、松本謙一郎、田口精一
    • Organizer
      第6回JACI/GSCシンポジウム
  • [Presentation] Application of D-lactate-based oligomers secreted by engineered Escherichia coli on polylactide production2017

    • Author(s)
      Camila Utsunomia, Ken’ichiro Matsumoto, Chiaki Hori, and Seiichi Taguchi
    • Organizer
      第6回JACI/GSCシンポジウム
  • [Presentation] バイオマスを原料とした多元ポリ乳酸の微生物生産2017

    • Author(s)
      飯島翠、滝沢憲治、門屋亨介、堀千明、松本謙一郎、大井俊彦、田口精一
    • Organizer
      第6回JACI/GSCシンポジウム
  • [Presentation] Bacterial production of glycolate-based polymers with hydrolytic degradability2017

    • Author(s)
      Saito J, Shiba T, Hiraide Y, Hori C, Matsumoto K, Ooi T, Taguchi S
    • Organizer
      JSPS-Core-to-Core Program:Japan-South-East Asia Collaboration Hub of Bioplastics Study
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] バイオ分子工学研究室ホームページ

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/seika/

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-02-21  

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