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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Exploration of Cold-Adapted Microorganisms to Develop Low-Temperature Bioprocessing Systems

Research Project

Project/Area Number 25303028
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

栗原 達夫  京都大学, 化学研究所, 教授 (70243087)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川本 純  京都大学, 化学研究所, 助教 (90511238)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords低温適応微生物 / バイオプロセス / タンパク質生産 / 金属代謝 / 国際研究者交流 / 国際情報交換
Outline of Annual Research Achievements

(1) 南極海水から分離した低温菌 S. livingstonensis Ac10 が菌体外に膜小胞を生産することを見いだすとともに、膜小胞に含まれるタンパク質を同定した。また、遺伝子操作により膜リン脂質組成を改変することで膜小胞の生産性を向上できることを見いだした。これらの知見は、本菌の膜小胞を利用した低温でのタンパク質分泌生産系の構築に有用と考えられる。
(2) 低温菌 S. livingstonensis Ac10 と、近縁の常温菌 Shewanella oneidensis MR-1 の鉄取り込み系を比較した。多くの細菌の鉄輸送に、TonB や ExbD で構成される膜タンパク質複合体(TonB 依存型輸送体)が関与することが知られている。両菌株について、これらのタンパク質の欠損株を作製した結果、MR-1 株では鉄還元能の低下が見られたのに対し、Ac10 株では鉄還元能に変化は見られなかった。一方、PhoE の欠損は Ac10 株では鉄還元能の低下をもたらしたのに対し、MR-1 では鉄還元能への影響は見られなかった。これらの結果から、両菌株は異なる鉄取り込み系を利用しているものと考えられた。
(3) 低温環境に生息する魚類腸内から低温増殖性とタンパク質分泌生産能に優れた低温菌 Shewanella sp. HM13 を取得し、本菌のゲノムの特定部位に任意の DNA 断片を導入する手法を確立した。この系は、熱安定性の低い低温活性酵素などの低温での生産に有用と期待される。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] 湖北工業大学/西南大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      湖北工業大学/西南大学
  • [Int'l Joint Research] University of Naples “Federico II”(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      University of Naples “Federico II”
  • [Journal Article] Characterization of extracellular membrane vesicles of an Antarctic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10, and their enhanced production by alteration of phospholipid2017

    • Author(s)
      Yokoyama F, Kawamoto J, Imai T, Kurihara T
    • Journal Title

      Extremophiles

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00792-017-0937-z

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of a versatile method for targeted gene deletion and insertion by using the pyrF gene in the psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac102016

    • Author(s)
      Ito T, Gong C, Kawamoto J, Kurihara T
    • Journal Title

      J. Biosci. Bioeng.

      Volume: 122 Pages: 645-651

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2016.06.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A phosphoporin homolog plays a critical role in the dissimilatory iron-respiration linked to iron(III) reduction by a cold-adapted bacterium, Shewanella livingstonensis2016

    • Author(s)
      Ohke Y, Maruyama S, Tarui J, Wang Y, Kawamoto J, Kurihara T
    • Journal Title

      Trace Nutr. Res.

      Volume: 33 Pages: 63-72

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Analysis of a protein secretion mechanism via the membrane vesicle production of a cold-adapted bacterium, Shewanella sp. HM132017

    • Author(s)
      Chen C, Kawai S, Kawamoto J, Imai T, Kurihara T
    • Organizer
      日本農芸化学会2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都市)
    • Year and Date
      2017-03-18
  • [Presentation] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の鉄呼吸における Phosphoporin ホモログの生理機能2016

    • Author(s)
      大毛淑恵、丸山沙織、樽井惇、王玉、川本純、栗原達夫
    • Organizer
      第17回 極限環境生物学会年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-26
  • [Presentation] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 による菌体外膜小胞の生産とエイコサペンタエン酸生産能の欠損が膜小胞分泌におよぼす影響2016

    • Author(s)
      横山文秋、川本純、今井友也、小川拓哉、栗原達夫
    • Organizer
      第89回 日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-27
  • [Presentation] Analysis of protein secretion system of a membrane-vesicle producing cold-adapted bacterium, Shewanella sp. HM132016

    • Author(s)
      Chen C, Kawai S, Kawamoto J, Imai T, Kurihara T
    • Organizer
      Extremophiles 2016
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Molecular characterization of eicosapentaenoic acid-containing membrane vesicles produced by a psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac102016

    • Author(s)
      Yokoyama F, Kawamoto J, Imai T, Ogawa T, Kurihara T
    • Organizer
      Extremophiles 2016
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Physiological function of polyunsaturated fatty acids in microbial cold and high-pressure adaptation2016

    • Author(s)
      Kawamoto J, Kurihara T
    • Organizer
      5th International Workshop on Deep-Sea Microbiology
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      2016-09-10
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Shewanella livingstonensis Ac10 における三価鉄還元機構の解析2016

    • Author(s)
      大毛淑恵、丸山沙織、樽井惇、王玉、川本純、栗原達夫
    • Organizer
      第33回 日本微量栄養素学会学術集会
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク(京都市)
    • Year and Date
      2016-06-25
  • [Presentation] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の菌体外膜小胞の特性とエイコサペンタエン酸が小胞形成に与える影響の解析2016

    • Author(s)
      横山文秋、川本純、今井友也、小川拓也、栗原達夫
    • Organizer
      第63回 日本生化学会 近畿支部例会
    • Place of Presentation
      神戸薬科大学(神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-21

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-02-16  

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