Molecular interactome on the regulation of lanthanide-dependent methylotrophy

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02105
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Tani Akio 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00335621)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Methanol / Methylobacterium / Lanthanide

Outline of Final Research Achievements

Methylobacterium species are methylotrophic plant-symbiotic bacteria residing in the phyllosphere. They usually have Ca-dependent MxaF and Ln-dependent XoxF, both of which are methanol dehydrogenase. The expression of these genes is switched by the presence of Ln. In this study we investigated the molecular mechanism of the Ln switch, genetic and biochemistry of the siderophore and lanmodulin, genetic and phenotypic analysis on methanol-chemotaxis that is also dependent on Ln, and compartive genomics across all species in the genus to elucidate the core genomes of Methylobacterium.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Lnは生物学的には重要でないと考えられてきたが、メタノール資化性のグラム陰性細菌はほぼ全てLn依存のMDHを持っていることが分かってきた。Methylobacteriumは植物葉上の細菌であるためLn依存酵素だけでなくCa依存酵素を持っていると考えられる。これまで必須と考えられてきたCa依存MxaFは、ラボ環境のような特別な条件でしか必要ではなく、自然界ではLn依存XoxFが主に使われている。本属細菌ではそれが切りかわる現象があり、その分子メカニズムに迫ることを通じて、本研究では生物における新しい金属の機能と役割を明らかにしつつある。