2015 Fiscal Year Annual Research Report
細菌の超低栄養好気的条件下での生育に機能する基礎代謝経路の全貌解明
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26660054
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
永田 裕二 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (30237531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大坪 嘉行 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (40342761)
津田 雅孝 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90172022)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 炭酸固定 / oligotroph / スフィンゴモナッド / グリオキシル酸回路 / 次世代型シーケンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球表層環境に広く棲息する好気性従属栄養環境細菌群は、超低栄養な環境下でも細胞を増殖させる機構を有していると考えられる。我々は環境汚染物質分解能を有する典型的な好気性従属栄養環境細菌株が、アルコールデヒドロゲナーゼホモログ遺伝子 (adhX) を高発現させると有機炭素源非添加無機培地でCO2固定しながら生育する現象 (oligotrophic表現型) を見出した。本研究では、本現象の機構を解明すると共に、その普遍性を明示し、有用細菌の超低栄養条件下での培養への可能性を検討することを目的として研究を行った。
本年度は、まず、大腸菌で高発現・精製したAdhX産物がNAD+依存的アルコールデヒドロゲナーゼ (ADH) 活性を有すること、および、AdhX産物のADH活性と本表現型に相関活性があることを明示した。一方、UT26株のadhX高発現プラスミドを他株に導入したところ、UT26株類縁のAlphaproteobacteria のみならず、Betaproteobacteriaに属する株でもoligotrophic表現型が観察された。また、UT26株のadhXおよび、UT26類縁菌株のadhXホモログは水平伝播しやすいと推定される領域に存在していた。さらに、UT26株ではspontaneousなoligotrophic突然変異株が比較的容易に取得され、不均衡変異導入法により変異率を高めた状態では、高頻度でoligotrophic突然変異株が取得されたが、UT26のadhX破壊株では、変異率を高めた状態でもoligotrophic突然変異株は全く検出されなかった。以上の結果は、adhXが水平伝播し、かつ、高発現変異が起こりやすいことを示唆している。すなわち、adhX関与のoligotrophic表現型が環境常在細菌が有する普遍的な低栄養環境適応戦略のひとつである可能性を提示することができた。
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[Journal Article] Complete Genome sequence of a gamma-hexachlorocyclohexane degrader, Sphingobium sp. Strain TKS, which was isolated from a gamma-hexachlorocyclohexane-degrading microbial community2016
Author(s)
Tabata M, Ohhata S, Kawasumi T, Nikawadori Y, Kishida K, Sato T, Ohtsubo Y, Tsuda M, Nagata Y
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Journal Title
Genome Announcements
Volume: 4
Pages: e00247-16
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Complete Genome Sequence of a Phenanthrene Degrader, Mycobacterium sp. Strain EPa45 (NBRC 110737), Isolated from a Phenanthrene-Degrading Consortium2015
Author(s)
Kato H, Ogawa N, Ohtsubo Y, Oshima K, Toyoda A, Mori H, Nagata Y, Kurokawa K, Hattori M, Fujiyama A, Tsuda M
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Journal Title
Genome Announcements
Volume: 3
Pages: e00782-15
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Time series metagenomic analysis reveals robustness of soil microbiome against chemical disturbance2015
Author(s)
Kato H, Mori H, Maruyama F, Toyoda A, Oshima K, Endo R, Fuchu G, Miyakoshi M, Dozono A, Ohtsubo Y Nagata Y, Hattori M, Fujiyama A, Kurokawa K, Tsuda M
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Journal Title
DNA Research
Volume: 22
Pages: 413-424
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Complete genome sequence of Sphingompyxis macrogoltabidus type strain NBRC 15033, originally isolated as a polyethylene glycol-degrader2015
Author(s)
Ohtsubo Y, Nagata, Y, Numata M, Tsuchikane K, Hosoyama A, Yamazoe A, Tsuda M, Fujita N, Kawai F
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Journal Title
Genome Announcements
Volume: 3
Pages: e01401-15
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Haloalkane dehalogenases in bacteria2015
Author(s)
Yuji Nagata, Ryota Moriuchi, Yoshiyuki Ohtsubo, and Masataka Tsuda
Organizer
The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
Place of Presentation
Honolulu, Hawaii, USA
Year and Date
2015-12-15 – 2015-12-20
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] リボソームRNA遺伝子の染色体外への移行2015
Author(s)
按田瑞恵, 大坪嘉行, 大久保卓, 菅原雅之, 永田裕二, 津田雅孝, 南澤究, 三井久幸
Organizer
日本遺伝学会第87回大会ワークショップ12「ゲノムとOMICSの比較から現れた遺伝と進化をめぐる驚き」
Place of Presentation
東北大学川内北キャンパス（宮城県、仙台市）
Year and Date
2015-09-24 – 2015-09-26
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