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2013 Fiscal Year Annual Research Report

遺伝子工学及び電気化学的手法による微生物代謝制御のための基盤研究

Research Project

Project/Area Number 24880030
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

高妻 篤史  東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (20634471)

Project Period (FY) 2012-08-31 – 2014-03-31
Keywords微生物電気化学 / 遺伝子発現
Research Abstract

研究計画調書に記した研究計画のうち,今年度(平成25年度)は以下の研究項目(2~5)について実施した。
2. 酢酸合成遺伝子の破壊: 微生物電気化学システムにおいてMR-1株を物質生産菌株として利用する場合,酢酸等の副生成物の蓄積を抑制することが課題となる。MR-1株はpta, acsという2つの酢酸合成遺伝子を有しており,今年度はacsの遺伝子破壊株を作製した(pta破壊株は昨年度作成済み)。一方,MR-1株のグルコース代謝産物を解析した結果,酢酸以外にも乳酸が主要代謝産物として蓄積することが明らかとなった。従って酢酸合成遺伝に加え,乳酸合成遺伝子の破壊も行うことにより,さらなる生産収率の向上が可能であると考えられた。
3. 細胞外電子伝達系遺伝子の発現制御機構の解明: mtr遺伝子群のプロモーター領域を詳細に解析した結果,遺伝子発現の活性化および抑制に必要なDNA領域を同定した。また転写活性化領域にcAMP receptor protein (CRP) が結合することを示した。
4, 5. 電気化学制御リアクターの構築・電極電位設定の最適化: 電極電位の制御が可能な電気化学リアクターを構築し,MR-1株を様々な電極電位において培養した。その結果,代謝産物のプロファイル,特にD-/L-乳酸の蓄積バランスが電極電位の設定によって顕著に異なることが明らかとなった。また乳酸代謝系の遺伝子発現にも電位による変動が見られた。これにより電極電位によって遺伝子発現を制御し,代謝産物を変化させることが可能であることが明らかとなり,本研究のアプローチの有用性が示された。今後目的物質を蓄積させる方法について,遺伝子工学および電気化学的手法の両方向から検討を加えていく予定である。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2014 2013

All Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] 電流生成条件下におけるShewanella oneidensis変異株の糖代謝産物の同定2014

    • Author(s)
      中川元,高妻篤史,渡邉一哉
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      20140330-20140330
  • [Presentation] 細胞外電子伝達系シトクロム遺伝子の転写活性化因子の同定2014

    • Author(s)
      笠井拓哉,高妻篤史,渡邉一哉
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      20140328-20140328
  • [Presentation] Shewanella oneidensisの細胞外電子伝達系遺伝子の発現に必要な転写因子の同定2013

    • Author(s)
      笠井拓哉,高妻篤史,渡邉一哉
    • Organizer
      第12回微生物研究会
    • Place of Presentation
      東京電機大学東京千住キャンパス
    • Year and Date
      20131005-20131005
  • [Presentation] Shewanella oneidensis MR-1変異株のグルコース代謝に伴う電流生産と代謝産物の解析2013

    • Author(s)
      中川元,高妻篤史,渡邉一哉
    • Organizer
      第12回微生物研究会
    • Place of Presentation
      東京電機大学東京千住キャンパス
    • Year and Date
      20131005-20131005
  • [Presentation] Shewanellaの細胞外電子伝達機構と微生物燃料電池における電流生産2013

    • Author(s)
      高妻篤史
    • Organizer
      日本生化学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20130912-20130912
    • Invited
  • [Presentation] Electrochemical selection and characterization of Shewanella oneidensis mutants with enhanced capability for electricity generation2013

    • Author(s)
      高妻篤史,大場瞳,渡邉一哉
    • Organizer
      FEMS2013(第5回欧州マイクロバイオロジー会議)
    • Place of Presentation
      ドイツ,ライプツィヒ
    • Year and Date
      20130721-20130725
  • [Presentation] Differential transcriptional regulation of outer-membrane cytochromes in Shewanella oneidensis MR-12013

    • Author(s)
      笠井拓也,高妻篤史,渡邉一哉
    • Organizer
      FEMS2013(第5回欧州マイクロバイオロジー会議)
    • Place of Presentation
      ドイツ,ライプツィヒ
    • Year and Date
      20130721-20130725
  • [Presentation] Electric current and metabolite production from glucose in engineered Shewanella oneidensis MR-12013

    • Author(s)
      中川元,高妻篤史,渡邉一哉
    • Organizer
      FEMS2013(第5回欧州マイクロバイオロジー会議)
    • Place of Presentation
      ドイツ,ライプツィヒ
    • Year and Date
      20130721-20130725

URL: 

Published: 2015-05-28  

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