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Physiological role of regulation involving Crh in Geobacillus kaustophilus

Research Project

Project/Area Number 18H02128
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

吉田 健一  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 教授 (20230732)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石川 周  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 准教授 (30359872)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
KeywordsGeobacillus kaustophilus / カタボライト抑制 / イノシトール / 転写制御 / タンパク質相互作用 / 5炭糖 / リボース / キシロース / Crh / トランスクリプトーム / 細胞内クロスリンク
Outline of Annual Research Achievements

グラム陽性菌に広く保存されるCrh (Carbon-flux regulating HPr) は、グルコースなどによるカタボライト抑制に関わる制御因子であると考えられてきた。しかし、この想定機能は主たるカタボライト抑制を担うHPrと重複しており、予てよりCrhの必要性に疑問を感じていた。そして、Geobacillus kaustophilus (GK)のイノシトール代謝系iol遺伝子群のCrhを介した抑制を解析し、Crhが担う未知なるゲノム機能調節機構の解明を目指した。
昨年までに、Crhの過剰なリン酸化がiol遺伝子群の発現を抑制するものであること、またCrh欠損によりこの抑制が消失することを明らかにした。本年度はCrhが相互作用するのはCcpAであり、やはりGKでもリン酸化されたCrhがCcpAと複合体を形成して遺伝子発現制御を行うことを確認した。
一方、GKはキシロース、リボースなど5炭糖を炭素源として好んで旺盛に生育することが分かった。また、グルコースによるカタボライト抑制を受けないiol遺伝子群が、キシロースとリボースの両方によって抑制されることが確認された。さらに、この抑制はCrhの機能と5炭糖の代謝能に依存していることが示唆された。加えて、枯草菌に比してGKではhprの発現が弱く、逆にcrhの発現が強いことも見出された。即ち、本研究を通じてGKにおいてはCrhが主導的に5炭糖によるカタボライト抑制を担っているという予想外の発見に至ることができた。また、この発見はカタボライト抑制を引き起こす炭素源について6炭糖はHPr、5炭糖はCrhというように感知機能を分担している可能性を示唆する。現在鋭意、以上の研究成果の論文発表について準備を調えている。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(16 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 10 results) Presentation (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Newcastle University(英国)

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  • [Int'l Joint Research] Universidad Autonoma Madrid(スペイン)

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  • [Journal Article] Functional analysis of a gene cluster for putative bacteriocin deduced from the genome sequence of <i>Aeribacillus pallidus</i> PI82022

    • Author(s)
      Kita Kyosuke、Yoshida Sanako、Ishikawa Shu、Yoshida Ken-ichi
    • Journal Title

      J. Gen. Appl. Microbiol.

      Volume: 2021.11 Issue: 2 Pages: 003-003

    • DOI

      10.2323/jgam.2021.11.003

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel method for transforming Geobacillus kaustophilus with a chromosomal segment of Bacillus subtilis transferred via pLS20-dependent conjugation2022

    • Author(s)
      Mori Kotaro、Fukui Kaho、Amatsu Ryotaro、Ishikawa Shu、Verrone Valeria、Wipat Anil、Meijer Wilfried J. J.、Yoshida Ken-ichi
    • Journal Title

      Microbial Cell Factories

      Volume: 21 Pages: 34-34

    • DOI

      10.1186/s12934-022-01759-8

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Conjugation Operons in Gram-Positive Bacteria with and without Antitermination Systems2022

    • Author(s)
      Miguel-Arribas Andres、Wu Ling Juan、Michaelis Claudia、Yoshida Ken-ichi、Grohmann Elisabeth、Meijer Wilfried J. J.
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 10 Pages: 587-587

    • DOI

      10.3390/microorganisms10030587

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Assessment of Bacillus subtilis Plasmid pLS20 Conjugation in the Absence of Quorum Sensing Repression2021

    • Author(s)
      Mori Kotaro、Verrone Valeria、Amatsu Ryotaro、Fukui Kaho、Meijer Wilfried J. J.、Ishikawa Shu、Wipat Anil、Yoshida Ken-ichi
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 9 Pages: 1931-1931

    • DOI

      10.3390/microorganisms9091931

    • NAID

      120007159899

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Identification of a repressor for the two iol operons required for inositol catabolism in Geobacillus kaustophilus2021

    • Author(s)
      Ken-ichi Yoshida, Yusuke Shirae, Ryo Nishimura, Kaho Fukui, Shu Ishikawa
    • Journal Title

      Microbiology

      Volume: 167 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1099/mic.0.001008

    • NAID

      120007097057

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Thermophilic Bacterium Aeribacillus pallidus PI82020

    • Author(s)
      Kyosuke Kita, Atsushi Ishida, Kosei Tanaka, Shu Ishikawa, Ken-ichi Yoshida
    • Journal Title

      Microbiol. Resour. Announc

      Volume: 9

    • DOI

      10.1128/mra.00224-20

    • NAID

      120006873010

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Nitrogen-Fixing Paenibacillus sp. Strain URB8-2, Isolated from the Rhizosphere of Wild Grass2020

    • Author(s)
      Kyosuke Kita, Shu Ishikawa, Ken-ichi Yoshida
    • Journal Title

      Microbiol. Resour. Announc.

      Volume: 9

    • DOI

      10.1128/mra.00814-20

    • NAID

      120006895440

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A bacterial cell factory converting glucose into scyllo-inositol, a therapeutic agent for Alzheimer's disease2020

    • Author(s)
      Michon C, Kang CM, Karpenko S, Tanaka K, Ishikawa S, Yoshida KI
    • Journal Title

      Commun Biol.

      Volume: 3 Pages: 95-95

    • DOI

      10.1038/s42003-020-0814-7

    • NAID

      120006818792

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of a Thermophilic Bacterium Aeribacillus pallidus PI82020

    • Author(s)
      Kyosuke Kita, Atsushi Ishida, Kosei Tanaka, Shu Ishikawa, Ken-ichi Yoshida
    • Journal Title

      Microbiol. Resour. Announc.

      Volume: -

    • NAID

      120006873010

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Production of <i>scyllo</i>-Inositol: Conversion of Rice Bran into a Promising Disease-Modifying Therapeutic Agent for Alzheimer’s Disease2019

    • Author(s)
      Ken-ichi YOSHIDA, Shu ISHIKAWA
    • Journal Title

      J Nutr Sci Vitaminol

      Volume: 65 Issue: Supplement Pages: S139-S142

    • DOI

      10.3177/jnsv.65.s139

      10.3177/jnsv.65.S139

    • NAID

      130007729783

    • ISSN
      0301-4800, 1881-7742
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 好熱バチルスに見いだされた5炭糖によるカタボライト抑制2022

    • Author(s)
      福井香帆、石川周、吉田健一
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Geobacillus kaustophilusのCrhによるイノシトール代謝系遺伝子群の発 現制御機構の解明2021

    • Author(s)
      福井香帆、石川周、吉田健一
    • Organizer
      2021年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Geobacillus kaustophilusのイノシトール代謝系遺伝子群の5炭糖によるカタボライト抑制にCrhが関与する可能性2021

    • Author(s)
      福井香帆、石川周、吉田健一
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部第518回講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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