• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2018 Fiscal Year Research-status Report

中等度好熱菌に比肩する高温耐性を獲得した常温性シアノバクテリア適応進化株の解析

Research Project

Project/Area Number 18K05416
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

兼崎 友  静岡大学, グリーン科学技術研究所, 特任助教 (70380293)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords適応進化 / 高温ストレス / シアノバクテリア / 突然変異 / リシーケンス / トランスクリプトーム
Outline of Annual Research Achievements

ある生物種が自らの生育限界を超えた環境条件に適応進化するにはどれほどの突然変異の累積が必要なのか、といった生物進化の根源的な疑問を全ゲノムレベルで解明するような研究は、様々な技術的制約・時間的制約のために実施するのは極めて困難であったが、近年のゲノム解読技術の発展により特に微生物分野では挑戦が可能になってきている。シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942は常温・淡水性のシアノバクテリアであり、生育上限温度は43℃とされている。それ以上の温度では細胞は分裂異常によりフィラメント状になり、細胞増殖は抑制される。我々はこのシアノバクテリアを研究材料に、長期高温培養による適応進化実験を継続しており、生育限界温度を大きく超えた適応進化株の取得に成功し解析を進めている。
培養開始後5年を経過した細胞についての全ゲノムリシーケンス解析を実施し、さらなる突然変異の累積を観察できた。一方、この株の生育限界温度のさらなる上昇はこの1年間は観測されていない。培養初期段階に生じた変異の解析については3重変異株の作成などにも成功し遺伝子の機能解析を進めている。併せて実施したトランスクリプトーム解析の結果についても詳細に吟味し、これまで高温下での発現変動の報告例のない遺伝子について情報の整理を進めた。また適応進化株において至適生育温度のトレードオフが起きたかどうかについて検証実験をおこない一定の成果を得た。これについては今後さらに追試と詳細な検討をおこなう。また長期高温培養による細胞形態や細胞内構造レベルでの変化についても透過性電顕解析による追加データを取得した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成29年度末に東京農業大学から静岡大学へ異動となり、本研究計画開始時に研究環境の再セットアップをおこなう必要が生じたため。

Strategy for Future Research Activity

これまでに検出されている突然変異の再現性や適応進化株の多様性について検討するため、平行した培養ラインの確立を進めている。蓄積したデータの整理を進め、継続できる培養ラインと冷凍ストック化する培養ラインを適切に選別する。

Causes of Carryover

本計画の申請後に研究代表者の所属機関の異動が決まったため、研究計画に関する調整をおこなった。当初購入を予定していた大規模計算用のワークステーション Precision T7910が別の安価な機材と現所属機関所有の計算サーバーによりある程度の機能代替可能であると分かったため、その分を次年度使用分は2019年度交付分と合算して、藻類培養用の光照射ユニットの購入に充当する予定である。また現所属機関の業務との重複により当初予定の国際学会への参加が困難であると判明したため、次年度以降の学会参加に切り替えるため旅費についても調整した。

  • Research Products

    (23 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] University Freiburg(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      University Freiburg
  • [Journal Article] Physiological properties and genetic analysis related to exopolysaccharide (EPS) production in the fresh-water unicellular cyanobacterium Aphanothece sacrum (Suizenji Nori).2019

    • Author(s)
      Ohki K, Kanesaki Y, Suzuki N, Okajima M, Kaneko T, Yoshikawa S.
    • Journal Title

      Journal of General and Applied Microbiology

      Volume: 8 Pages: 39-46

    • DOI

      10.2323/jgam.2018.04.004.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparative genome analysis of Aspergillus flavus clinically isolated in Japan.2019

    • Author(s)
      Toyotome T, Hamada S, Yamaguchi S, Takahashi H, Kondoh D, Takino M, Kanesaki Y, Kamei K.
    • Journal Title

      DNA Research

      Volume: 26 Pages: 95-103

    • DOI

      10.1093/dnares/dsy041.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of the Marine Bacterium Erythrobacter flavus Strain KJ5.2019

    • Author(s)
      Kanesaki Y, Setiyono E, Pringgenies D, Moriuchi R, Brotosudarmo THP, Awai K.
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 8 Pages: e00140-19

    • DOI

      10.1128/MRA.00140-19.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transcriptional Activation of Glycogen Catabolism and the Oxidative Pentose Phosphate Pathway by NrrA Facilitates Cell Survival Under Nitrogen Starvation in the Cyanobacterium Synechococcus sp. Strain PCC 7002.2018

    • Author(s)
      Shimmori Y, Kanesaki Y, Nozawa M, Yoshikawa H, Ehira S.
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 59 Pages: 1225-1233

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy059

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intracellular free flavin and its associated enzymes participate in oxygen and iron metabolism in Amphibacillus xylanus lacking a respiratory chain.2018

    • Author(s)
      Kimata S, Mochizuki D, Satoh J, Kitano K, Kanesaki Y, Takeda K, Abe A, Kawasaki S, Niimura Y.
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 9 Pages: 947-961

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12425.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Linear Regression Links Transcriptomic Data and Cellular Raman Spectra.2018

    • Author(s)
      Kobayashi-Kirschvink KJ, Nakaoka H, Oda A, Kamei KF, Nosho K, Fukushima H, Kanesaki Y, Yajima S, Masaki H, Ohta K, Wakamoto Y.
    • Journal Title

      Cell Systems

      Volume: 25 Pages: 104-117.e4

    • DOI

      10.1016/j.cels.2018.05.015

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Newly Identified Nucleoid-Associated-Like Protein YlxR Regulates Metabolic Gene Expression in Bacillus subtilis.2018

    • Author(s)
      Ogura M, Kanesaki Y.
    • Journal Title

      mSphere

      Volume: 3 Pages: e00501-18

    • DOI

      10.1128/mSphere.00501-18

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 遺伝子組み換えにより従属栄養増殖を可能にした単細胞紅藻シゾンの解析2019

    • Author(s)
      向井 瑞梨, 兼崎 友, 宮澤 和己, 島田 尚弥, 池内 昌彦, 藤原 崇之, 宮城島 進也, 渡辺 智
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [Presentation] 紅藻ガルデリアの新規単離株と変異株の従属栄養応答の解析2019

    • Author(s)
      兼崎 友, 宮澤 和己, 向井 瑞梨, 重信 直人, 渡辺 智
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [Presentation] シアノバクテリアAcaryochloris marinaの長期橙色光培養による実験室内進化2019

    • Author(s)
      成川 礼, 松本 直大, 樫本 友則, 佐藤 繭子, 渡辺 智, 豊岡 公徳, 池内 昌彦, 兼崎 友
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
  • [Presentation] DnaA-oriCに依存しないシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803の複製開始機構2019

    • Author(s)
      山崎 脩平, 青栁 智大, 荷村 かおり, 兼崎 友, 大林 龍胆, 渡辺 智
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
  • [Presentation] プラスミドインテグレーションにより駆動するシアノバクテリアDNA複製開始機構2019

    • Author(s)
      青柳 智大, 山崎 脩平, 兼崎 友, 荷村 かおり, 大林 龍胆, 渡辺 智
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
  • [Presentation] Physiological properties and genetic analysis related to exopolysaccharide (EPS) production in the cyanobacterium Chroococcus sp. FPU101.2018

    • Author(s)
      Kaori Ohki, Yu Kanesaki, Uemura Akira, Maiko Okajima, Tatsuo Kaneko, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      The International Symposium on Phototrophic Prokaryotes 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DevH is a global regulator of the heterocyst-specific genes that are upregulated at the later stage of differentiation.2018

    • Author(s)
      Youhei Kurio, Yousuke Koike, Yu Kanesaki, Hirofumi Yoshikawa, Shigeki Ehira
    • Organizer
      The International Symposium on Phototrophic Prokaryotes 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Activation of glycogen catabolism by NrrA facilitates cell survival under nitrogen starvation in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7002.2018

    • Author(s)
      Yuka Shimmori, Yu Kanesaki, Masafumi Nozawa, Hirofumi Yoshikawa, Shigeki Ehira
    • Organizer
      The International Symposium on Phototrophic Prokaryotes 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 長期高温培養によるシアノバクテリアの適応進化実験と突然変異の解析2018

    • Author(s)
      兼崎 友
    • Organizer
      国立遺伝学研究所公募型共同研究・研究会 NIG-JOINT:微生物生態から見えてくる新しい生理機能とその応用
  • [Presentation] DnaA-oriC に依存しないシアノバ クテリアのDNA 複製機構2018

    • Author(s)
      渡辺智、山﨑脩平、青柳智大、松根(荷村)かおり、兼崎友、大林龍胆
    • Organizer
      第90回 日本遺伝学会
  • [Presentation] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 における複製開始機構の解析2018

    • Author(s)
      山﨑脩平、大林龍胆、松根(荷村)かおり、兼崎友、渡辺智
    • Organizer
      第90回 日本遺伝学会
  • [Presentation] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 におけるRecA タンパク質の機能解析2018

    • Author(s)
      青柳 智大、栗原 亜実、大林 龍胆、兼崎 友、渡辺 智
    • Organizer
      第90回 日本遺伝学会
  • [Presentation] 新奇糸状性シアノバクテリアのSigB相同性因子の発現と機能解析2018

    • Author(s)
      菅原 卓也, 鎭西 真理子, 中平 洋一, 兼崎 友, 吉川 博文, 朝山 宗彦
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会
  • [Presentation] 陸棲藍藻の宇宙環境に関わる遺伝子の検索2018

    • Author(s)
      加藤 浩, 広瀬 侑, 兼崎 友, 藤澤 貴智, 中村 保一, 吉川 博文, 木村 駿太, 富田-横谷 香織
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] Genes of terrestrial cyanobacteria which are expected to be useful in space environments.2018

    • Author(s)
      Katoh Hiroshi, Tomita-Yokotani Kaori, Kimura Shunta, Hirose, Yuu, Kanesaki Yu, Fujisawa Takatomo, Nakamura Yasukazu, Yoshikawa Hirofumi.
    • Organizer
      42nd COSPAR Scientific Assembly
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi