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Development of a new lignin tracking method leading to understanding and forecasting the inflow of terrestrial organic matter.

Research Project

Project/Area Number 15KT0123
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section特設分野
Research Field Food Cycle Research
Research InstitutionGunma University (2019)
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2015-2018)

Principal Investigator

Yukari Ohta  群馬大学, 食健康科学教育研究センター, 講師 (40399572)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 秦田 勇二  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 客員教授 (20399562)
渡邊 隆司  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80201200)
西村 裕志  京都大学, 生存圏研究所, 助教 (50553989)
Project Period (FY) 2015-07-10 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2015: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords植物バイオマス / リグニン / 芳香族化合物代謝 / 海洋微生物 / フェルラ酸エステラーゼ / バイオマス / 芳香族微生物代謝 / ヘミセルロース / フェノール酸エステラーゼ
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to establish a new lignin tracking method leading to understanding and forecasting the inflow of terrestrial organic matter in the ocean. The isolated microbial strains that metabolize lignin-related substances were tested for metabolism on plant biomass and other model substrates. The results showed that they had similar activity despite the taxonomic position of the test strains being distant. The specific cleavage enzymes for lignin fragments recognized the wide range of substructure as their substrates. Furthermore, we also focused on the key enzymes in the biodegradation of cinnamic acid esters to detect the characteristic molecules released from the plant biomass components by the esterases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

海域・河川などの水圏において、リグニンから可溶化された分子は、様々な微生物・生物の栄養源として、また別のケースではフェノール性の毒物としても作用することが予想される。本研究で得られたリグニンやリグニンを含む植物バイオマスの微生物代謝様式やその代謝物に関する分子情報は、陸域から流入する有機物の海洋環境へのインパクトに関する現状把握や予測の基盤として重要な知見を提供する。

Report

(6 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (46 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 16 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Altererythrobacter sp. Strain B11, an Aromatic Monomer-Degrading Bacterium, Isolated from Deep-Sea Sediment under the Seabed off Kashima, Japan2018

    • Author(s)
      Maeda Allyn H.、Nishi Shinro、Ishii Shun'ichi、Shimane Yasuhiro、Kobayashi Hideki、Ichikawa Junko、Kurosawa Kanako、Arai Wataru、Takami Hideto、Ohta Yukari
    • Journal Title

      Genome Announcements

      Volume: 6 Issue: 12

    • DOI

      10.1128/genomea.00200-18

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Sphingobium sp. Strain YG1, a Lignin Model Dimer-Metabolizing Bacterium Isolated from Sediment in Kagoshima Bay, Japan2018

    • Author(s)
      Yukari Ohta, Yasuhiro Shimane, Shinro Nishi, Junko Ichikawa, Kanako Kurosawa, Taishi Tsubouchi, and Shun'ichi Ishii
    • Journal Title

      Genome Announcements

      Volume: 6 Issue: 17

    • DOI

      10.1128/genomea.00267-18

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Functional Materials : Producing Functional Chemicals From Wood Lignin Using Marine Bacteria Enzymes2018

    • Author(s)
      Yukari Ohta
    • Journal Title

      Convertech International : functioal film, paper, foil, and converting technology

      Volume: 2 Pages: 66-70

    • NAID

      40021449893

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  • [Journal Article] リグニンから機能性芳香族モノマーを海洋性バクテリアの酵素で作る2017

    • Author(s)
      大田 ゆかり
    • Journal Title

      バイオインダストリー

      Volume: 74 Pages: 328-330

    • NAID

      40021273174

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  • [Journal Article] 海洋性バクテリアの酵素で木材成分のリグニンから機能性化学品2017

    • Author(s)
      大田 ゆかり
    • Journal Title

      コンバーテック

      Volume: 531 Pages: 81-85

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  • [Journal Article] シリーズ:大学・官公庁研究機関の研究室紹介(114)2016

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Journal Title

      紙パルプ技術協会誌

      Volume: 第70巻 第12号(通巻第789号) Pages: 76-77

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  • [Journal Article] 海底下の微生物生態系と新規木質バイオマス代謝機能の探索2016

    • Author(s)
      稲垣史生、大田ゆかり
    • Journal Title

      四国紙パルプ協会ニュースレター

      Volume: 41 Pages: 1-10

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  • [Journal Article] Combination of six enzymes of a marine Novosphingobium converts the stereoisomers of β-O-4 lignin model dimers into the respective monomers2015

    • Author(s)
      Ohta Y., Nishi S., Hasegawa R., Hatada Y.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 15105-15105

    • DOI

      10.1038/srep15105

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 非可食バイオマスを原料とする機能性芳香族化合物の酵素・微生物生産2019

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      第68回高分子討論会
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    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      第28回環境化学討論会
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  • [Presentation] 海に沈んだ小さな生き物に潜む底力 ― 人の暮らしに役立つ酵素を探す・調べる・使う―2019

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      大田ゆかり
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      京都大学・複合原子力科学研究所 先端生命・物質科学 特別講演会2
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  • [Presentation] Development of Bioprocess Using Marine Microbial Enzymes for Efficient Lignin Degradation and Catalytic Generation of Super-Urushiol from Lignin Monomers2019

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      Yukari Ohta
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      1st Gunma University Center for Food Science and Wellness (GUCFW) International Symposium and ALCA/JST workshop
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  • [Presentation] Enzymatic production of functional aromatic compounds from a lignin fraction extracted from non-edible biomass2019

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      Yukari Ohta
    • Organizer
      2019 KSBB Fall Meeting and International Symposium
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Identification of the differentially-expressed genes in Novosphingobium sp. MBES04 in response to lignin related compounds2019

    • Author(s)
      Yukari Ohta, Shun'ichi Ishii, Tohru Yarimizu, Misato Yamada, Hiroshi Nishimura, Takashi Watanabe
    • Organizer
      1st International Lignin Symposium
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fractionation and analysis of lignin-carbohydrate complex using lignin-degrading enzymes2019

    • Author(s)
      Saho Kashima, Hiroshi Nishimura, Shizuka Sakon, Misato Yamada, Yasuhiro Shimane, Yukari Ohta, Keiko Kondo, Yudai Yamaoki, Takashi Nagata, Masato Katahira, Takashi Watanabe
    • Organizer
      1st International Lignin Symposium
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Production of aromatic monomers from wood lignin using marine bacterial enzymes: connecting the forest and the ocean with white biotechnology2019

    • Author(s)
      Yukari Ohta
    • Organizer
      7th symposium of Korean Society for Enzyme Engeneerng
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 海洋微生物を活用したSDGsへの挑戦-海と森をホワイトバイオでつなぐ-2019

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年大会
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    • Invited
  • [Presentation] 海洋性細菌の酵素でリグニンから機能性化学品をつくる2018

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      大田ゆかり
    • Organizer
      グリーン科学技術研究所セミナー
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  • [Presentation] ホワイトバイオでつなぐ ~リグニンから機能性芳香族モノマーへ~2018

    • Author(s)
      大田ゆかり, 西村裕志, 片平正人, 磯﨑勝弘, 中村正治
    • Organizer
      第67回 高分子討論会
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  • [Presentation] リグニンからフェニルプロパノンモノマーをバイオでつくる2018

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      大田ゆかり
    • Organizer
      エコマテリアル研究会 18-2
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  • [Presentation] 海洋微生物からの有用機能の探索とその応用2018

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      大田ゆかり
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      日本農芸化学会2018年度 第3回関東支部例会
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  • [Presentation] 海の底に玉手箱を探して2018

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      大田ゆかり
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      山口大学微生物研究推進体第10回研究成果発表会
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  • [Presentation] Fractionation and structural analysis of enzyme-treated lignin-carbohydrate complexes2018

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      Hiroshi Nishimura, Shizuka Sakon, Misato Yamada, Kazuma Nagata, Takashi Nagata, Masato Katahira, Yukari Ohta, Takashi Watanabe
    • Organizer
      lignobiotech 2018:5th Symposium of Biotechnology Applied to Lignocelluloses, Helsinki
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  • [Presentation] 深海底につづく細い糸をたどって2018

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      大田 ゆかり
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      日本科学未来館サイエンティスト・トーク
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  • [Presentation] 海洋微生物からの有用機能の探索とその応用2018

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      大田 ゆかり
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      日本農芸化学会2018年度(平成30年度)大会
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      西真郎、前田亜鈴悠、坪内泰志、大田ゆかり
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      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県藤沢市、慶応義塾大学
    • Year and Date
      2017-03-03
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      第335回生存圏シンポジウム・生存圏ミッションシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都府宇治市、京都大学
    • Year and Date
      2017-02-23
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  • [Presentation] 海域におけるリグニンの微生物代謝の理解からホワイトバイオへ2017

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      大田 ゆかり
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      第19回マリンバイオテクノロジー学会
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  • [Presentation] 海洋性の酵素で木材の天然リグニンから機能性化学品を生産する方法2017

    • Author(s)
      秦田 勇二、大田 ゆかり
    • Organizer
      時代を刷新する会 新エネルギー委員会
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  • [Presentation] Structural analysis of lignocellulosic biomass by solution-state NMR for future biorefinery2017

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      Takashi Watanabe, Hiroshi Nishimura, Chen Qu, Misato Yamada, Shizuka Sakon, Takao Kishimoto, Masaharu Nakamura, Keiko Kondo, Takashi Nagata, Makoto Katahira
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      The 8th International Symposium of Advanced Energy Science - Interdisciplinary Approach to Zero Emission Energy-
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フラグメント分子軌道法を活用したリグニンβ-O-4還元開裂酵素の機能改変2017

    • Author(s)
      嶋根康弘、黒澤佳奈子、市川淳子、前田亜鈴悠、布浦拓郎、山置佑大、永田崇、片平正人、高谷光、吉田亮太、中村正治、磯崎勝弘、渡辺隆司、大田ゆかり
    • Organizer
      第62回リグニン討論会
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  • [Presentation] Sphingombium sp. YG1由来guaiacylglycerol-β-guaiacyl ether - Cα位酸化酵素の酵素学的解析と利用2017

    • Author(s)
      前田亜鈴悠、宋晶、西真郎、黒澤佳奈子、市川淳子、塩谷美夏、山置佑大、永田崇、片平正人、山田美紗登、西村裕志、渡辺隆司、大田ゆかり
    • Organizer
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  • [Presentation] Analysis of Lignin-Carbohydrate Complexes in woody biomass by using NMR2017

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      Shizuka Sakon, Hiroshi Nishimura, Misato Yamada, Yukari Ohta, Keiko Kondo, Yudai Yamaoki, Takashi Nagata, Masato Katahira, Takashi Watanabe
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      HSS2017 and 7th ISSH meeting
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  • [Presentation] 木材リグニンのβO4開裂酵素反応前後の分析2017

    • Author(s)
      西村裕志、山田美紗登、市川淳子、黒澤佳奈子、大田ゆかり、近藤敬子、山置祐大、片平正人、渡辺隆司
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      第356回生存圏シンポジウム
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  • [Presentation] 海底下嫌気性微生物群集のリグニン関連モノマー代謝2016

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      大田ゆかり、前田亜鈴悠、黒澤佳奈子、市川淳子、田角栄二、井町寛之、稲垣史生
    • Organizer
      第61回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      京都府宇治市、京都大学
    • Year and Date
      2016-10-28
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  • [Presentation] 海洋環境からのGuaiacylglycerol-β-guaiacyl ether - Cα位酸化酵素の探索2016

    • Author(s)
      前田亜鈴悠、西真郎、坪内泰志、大田ゆかり
    • Organizer
      第61回リグニン討論会
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      京都府宇治市、京都大学
    • Year and Date
      2016-10-28
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  • [Presentation] Enzymatic Cascade of a Marine Novosphingobium Cleaving β-O-4 Linkages of a Wood Component, Lignin2016

    • Author(s)
      Yukari Ohta, Shinro Nishi, Ryoichi Hasegawa, Yuji Hatada
    • Organizer
      Extremophiles 2016
    • Place of Presentation
      京都府京都市、京都大学
    • Year and Date
      2016-09-13
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海洋性細菌によるリグニン分解とその有用利用2016

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      第57回海中海底工学フォーラム
    • Place of Presentation
      東京都目黒区、東京大学生産技術研究所
    • Year and Date
      2016-04-22
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    • Invited
  • [Presentation] 海洋性バクテリアの陸域バイオマス代謝2015

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      第43回高知大学アカデミアセミナー バイオマスリファイナリー研究の最前線
    • Place of Presentation
      高知県南国市、高知大学物部キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-27
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    • Invited
  • [Presentation] 海洋性Novosphingobium属細菌に由来するリグニンモデル2量体β-O-4結合開裂酵素群の酵素学的解析2015

    • Author(s)
      大田ゆかり、黒澤佳奈子、永田崇、片平正人、西村裕志、渡辺隆司、長谷川良一、秦田勇二
    • Organizer
      第60回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市、筑波大学
    • Year and Date
      2015-11-06
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  • [Presentation] リグニンモデル2量体中β-O-4結合を開裂する海洋性Novosphingobium属細菌の木質バイオマス成分代謝2015

    • Author(s)
      黒澤佳奈子、坪内泰志、秦田勇二、長谷川良一、西村裕志、渡辺隆司、大田ゆかり
    • Organizer
      第60回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市、筑波大学
    • Year and Date
      2015-11-06
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  • [Presentation] リグニンモデル2量体中β-O-4結合を開裂する海洋性Novosphingobium属細菌のゲノムおよびトランスクリプトーム解析2015

    • Author(s)
      西真郎、黒澤佳奈子、小林樹和、坪内泰志、秦田勇二、大田ゆかり
    • Organizer
      第60回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市、筑波大学
    • Year and Date
      2015-11-06
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  • [Presentation] 海洋由来バクテリアのリグニン分解酵素2015

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      京都大学化学研究所・附属元素科学国際研究センター典型元素機能化学・化学資源セミナー
    • Place of Presentation
      京都府宇治市、京都大学化学研究所
    • Year and Date
      2015-10-13
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    • Invited
  • [Book] リグニン利活用のための最新技術動向 第11章 「11 海洋微生物酵素群によるリグニン分解高度化と人工漆材料への展開」2020

    • Author(s)
      大田ゆかり,西村裕志,片平正人,礒﨑勝弘,中村正治(監修:梅澤俊明)
    • Total Pages
      225
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314945
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  • [Book] 農林水産物由来高機能材料2016

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Total Pages
      312
    • Publisher
      株式会社エヌ・ティー・エス
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  • [Remarks] 大田 ゆかり グループリーダー代理が日本農芸化学会 農芸化学女性研究者賞を受賞

    • URL

      http://www.jamstec.go.jp/j/jamstec_news/award/2018.html#20180329

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URL: 

Published: 2015-07-14   Modified: 2021-02-19  

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