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2015 Fiscal Year Annual Research Report

オルガネラ化していく窒素固定細菌のゲノムリダクション

Publicly Offered Research

Project Area"Matryoshka"-type evolution of eukaryotes
Project/Area Number 26117723
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

春田 伸  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (50359642)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords共生 / 窒素固定 / 緑藻
Outline of Annual Research Achievements

真核藻類との共生によって、細菌のゲノムが変化する様子を観察し、真核生物と原核生物の共生関係成立における進化の機構を明らかにすることを目的としている。本研究では窒素固定細菌として、酸素非発生型光合成細菌または好気従属栄養性窒素固定細菌と真核藻類である緑藻の共生系を対象とした。
酸素非発生型光合成細菌としてRhodopseudomonas palustrisの基準株であるATCC BAA-98株(= CGA009株)を利用し、共生系を想定した転写プロファイルの変化をマイクロアレイ解析した。窒素固定条件になるとニトロゲナーゼ転写量は増大するが、中でもV型ニトロゲナーゼの転写が顕著に誘導された。また、炭素源の供給が限定されると、アミノ酸や無機イオンの取り込みに関する遺伝子のほかに、二次代謝に関わる遺伝子の転写に顕著な影響が現れることを見出した。細胞内外への物質の移送が変化すると予想される。
共生培養におけるR. palustrisのゲノム変化を10対のPCRプライマーを用いたMultiplex PCR法で検出を試みたが、約300世代の培養では顕著な変化は見られなかった。一方、土壌由来のR. palustris CGA009株と、緑藻と共存している環境から分離したR. palustris HIR株について、ゲノム比較を行ったところ、窒素固定関連酵素に違いが見られ、CGA009株では、三つのタイプ(V-type、Fe-type、Mo-type)のニトロゲナーゼ遺伝子が検出されるのに対し、HIR株では、このうち、一つまたは二つが確認できなかった。以上から、共生状態の継続により、窒素固定代謝およびその遺伝子に影響が現れる可能性が強く示唆された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2015

All Journal Article (2 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Microbial communities as complex systems2015

    • Author(s)
      Shin Haruta
    • Journal Title

      Journal of Environmental Biotechnology

      Volume: 15 Pages: 1-5

  • [Journal Article] Research Highlight: Survivability of microbes in natural environments and their ecological impacts2015

    • Author(s)
      Shin Haruta and Nanako Kanno
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 30 Pages: 123-125

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME3002rh

    • Open Access
  • [Presentation] Carbon-starvation in light induced tolerance to hyperosmotic stress in purple photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris2015

    • Author(s)
      Sawa Arai, Nanako Kanno, Katsumi Matsuura and Shin Haruta
    • Organizer
      Ecology of Soil Microorganisms 2015
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2015-11-29 – 2015-12-03
  • [Presentation] Physiological and phylgenetic characterization of bacteriochlorophyll-containing oligotrophs isolated from river biofilm2015

    • Author(s)
      Setsuko Hirose, Katsumi Matsuura, Shin Haruta
    • Organizer
      第30回日本微生物生態学会
    • Place of Presentation
      土浦
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-20
  • [Presentation] 細菌の飢餓生残におけるエネルギーの役割:嫌気性光合成細菌の非増殖期での光エネルギー利用2015

    • Author(s)
      菅野菜々子、松浦克美、春田伸
    • Organizer
      第30回日本微生物生態学会
    • Place of Presentation
      土浦
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-20
  • [Presentation] 炭素飢餓および光照射条件は紅色光合成細菌Rhodopseudomonas palustrisの浸透圧ストレス抵抗性を上昇させる2015

    • Author(s)
      新井沙和、菅野菜々子、松浦克美、春田伸
    • Organizer
      第30回日本微生物生態学会
    • Place of Presentation
      土浦
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-20
  • [Presentation] 環境で生きる細菌たち-Two heads are better than one?-2015

    • Author(s)
      春田伸
    • Organizer
      光合成若手&植物脂質若手ジョイントセミナー2015
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-10-10 – 2015-10-11
    • Invited
  • [Presentation] Effect of symbiotic relationship with eukaryotic algae on nitrogen-fixing bacteria2015

    • Author(s)
      Arisa Nishihara, Nanako Kanno, Katsumi Matsuura, Shin Haruta
    • Organizer
      第2回国際シンポジウム・マトリョーシカ型原理
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2015-09-30 – 2015-10-02
  • [Presentation] カロテイノドをもつ多彩で多才な細菌たち2015

    • Author(s)
      春田伸
    • Organizer
      第29回カロテノイド研究談話会
    • Place of Presentation
      八王子
    • Year and Date
      2015-09-04 – 2015-09-05
    • Invited
  • [Presentation] Novel aerobic anoxygenic photosynthetic bacteria isolated from biofilms on submerged stones of Tama River, Japan2015

    • Author(s)
      Setsuko Hirose, Katsumi Matsuura and Shin Haruta
    • Organizer
      15th International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
    • Place of Presentation
      Tubingen, Germany
    • Year and Date
      2015-08-02 – 2015-08-06
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 水圏微生物学の基礎2015

    • Author(s)
      春田伸(分筆)
    • Total Pages
      261
    • Publisher
      恒星社厚生閣

URL: 

Published: 2017-01-06  

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