2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation and control of interaction between bacterial cells and electrodes towards improvement of bioelectrochemical systems
| Project/Area Number |
26850056
|
|---|
| Research Institution | Tokyo 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) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 微生物電気化学 / 微生物燃料電池 / バイオフィルム / 細胞外電子伝達 / 発現制御 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
近年、電極との電子授受（電流）を介してエネルギーを獲得し、増殖する微生物（electrochemically active bacteria; EAB）が相次いで発見され、大きな注目を集めている。EABは微生物燃料電池や微生物電気合成などへの応用が期待されており、その電流生成メカニズムや代謝機能の解明が望まれる。本研究では世界的に最もよく研究されているEABであるShewanella oneidensis MR-1株を用いて、本株が電極と相互作用するメカニズム（電極上へのバイオフィルム形成過程や電流生成の制御機構）を解明することを目的とした。
電極上へのバイオフィルム形成過程の解明については、MR-1株が電極呼吸条件下で形成するバイオフィルムを共焦点レーザー顕微鏡と電気化学フローセルを用いて観察し、本株が電極に応じて異なる構造のバイオフィルムを形成することを明らかにした。また電極電位がMR-1株の細胞外多糖の合成量に影響を与えることを見出した。
また電流生成関連遺伝子の転写調節機構についても解析を進めた結果、本株ではcyclic AMP receptor protein (CRP) が電流生成の電子源となる乳酸の異化代謝系と電極への電子伝達系（細胞外電子伝達系）を協調的に制御するための転写因子として機能していることを明らかにした。またCRPと競合的に働く新規転写抑制因子とそのDNA結合領域を同定し、MR-1株の電流生成関連遺伝子の活性化機構と抑制機構を解明した。
|
Research Products
(7 results)
