Understanding the diversity of bacterial photosensors and developing light-based cell regulation technology

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05781
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: TAKANO Hideaki 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (50385994)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 光センサー / 放線菌 / 酢酸菌 / バクテロイデテス

Outline of Final Research Achievements

Genetic analysis of candidate photosensors originally identified from genome information was conducted. The SigK-RskA system of the actinomycete Streptomyces griseus is a novel light induction system that has never been reported before, and RskA functions as an anti-sigma factor against SigK. A part of the acetic acid bacteria group possesses a LOV-HTH type photosensor. LOV-HTH induced blue light-specific expression of photolyase genes in Gluconacetobacter. We found that CrtR homolog of Shingobacterium sp. is also involved in light induction of carotenoids.

Free Research Field

応用微生物

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光センサータンパク質は動物・植物・微生物における革新的な細胞制御技術「光遺伝学」におけるツールとして注目されている。本研究で得られた基礎知見は、今後の研究の進展によって、新規な光遺伝学ツールとなりうる。とくに、低コストかつ短時間での高い物質生産能を有する微生物においては、これまでの環境負荷の高い低分子化合物から再利用可能なLED光源を利用した遺伝子発現誘導へと移行することで、環境にやさしい組換えタンパク質や物質生産系の構築につながることが期待される。