2021 Fiscal Year Annual Research Report
微生物間相互作用から解き明かす大腸菌ゲノムに残された機能未知遺伝子の生理的役割
Publicly Offered Research
| Project Area | Post-Koch Ecology: The next-era microbial ecology that elucidates the super-terrestrial organism system |
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| Project/Area Number |
20H05586
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
本田 孝祐 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 教授 (90403162)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | Co-culture / Escherichia coli / Lactobacillus plantarum / amino acid |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、大腸菌と乳酸菌の共培養系を確立し、純粋培養ならびに乳酸菌との共培養に供したそれぞれの場合における大腸菌の遺伝子発現プロファイルの変化を比較検証した。この結果、メチオニンやイソロイシンなど複数のアミノ酸の生合成に関わる遺伝子の発現低下が確認され、アミノ酸は大腸菌・乳酸菌の相互作用に影響を及ぼす鍵代謝物であることが推察された。そこで培養液中にあらかじめ一定量のアミノ酸を添加したうえで共培養試験を行ったところ、アミノ酸非含有培地を用いた場合に比べ、乳酸菌の生育が向上する一方で、同菌が生産する乳酸によるpH低下により大腸菌の生菌数が低下していく様子が観察された。本研究で用いた乳酸菌は一部のアミノ酸の生合成酵素を欠損しており、共培養条件下では大腸菌が合成するアミノ酸に依存して生育していると考えられる。これらの事実より、乳酸菌との共存下において大腸菌は、自身のアミノ酸生合成を抑制することによって乳酸菌の増殖を阻害し、同菌との生存競争で優位な状況を作り出しているという仮説を立てることができた。本仮説の検証の足掛かりとして、大腸菌・乳酸菌共培養系において大腸菌のアミノ酸生合成遺伝子の発現低下を誘発するトリガーを同定すべく、GFPならびにβ-ガラクトシダーゼを用いたレポーターアッセイ系を構築した。しかし、いずれの系においても現在までに共培養条件下でのアミノ酸生合成遺伝子の発現低下を定量的に評価するには至っていない。
以上とは別に、上記研究に着想を得て、種々の微生物におけるアミノ酸代謝酵素の多様性を調査したスピンアウト研究を実施した。この結果、好熱好酸性アーキアであるThermoplasma acidophilumより既報にはみられない基質特性を有したセリンヒドロキシメチル転移酵素を見出し、その成果を論文化している。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Heterologous gene expression and characterization of two serine hydroxymethyltransferases from Thermoplasma acidophilum2021
Author(s)
Ma’ruf Ilma Fauziah, Yuka Sasaki, Kerbs Anastasia, Jochen Niesser, Yu Sato, Hironori Taniguchi, Kenji Okano, Shigeru Kitani, Restiawaty Elvi, Akhmaloka, Kohsuke Honda
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Journal Title
Extremophiles
Volume: 25
Pages: 393-402
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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