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グラム陽性細菌の定常期の生理状態を制御する分子機構の細胞死誘発物質を用いた解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K07350
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関東京農業大学 (2017-2018)
埼玉大学 (2015-2016)

研究代表者

朝井 計  東京農業大学, 生命科学部, 教授 (70283934)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード細胞死 / 定常期 / 転写開始制御 / 自己溶菌 / 細胞膜 / 細胞壁溶解 / DNA損傷 / 溶菌
研究成果の概要

細菌細胞の生活環において、定常期は、対数増殖停止後の、細胞活動を停止した状態と考えられていた。枯草菌の転写開始因子の一つシグマIタンパク質を破壊すると、増殖に影響しないが、定常期に細胞死を誘発したことから、定常期においても、転写による遺伝子発現を伴う、積極的な細胞維持の機構があることが判明した。
また、植物親油性香気成分中の、ある種のセスキテルペン化合物が、大腸菌には効果が弱いが、対数増殖期だけでなく定常期においても強く枯草菌細胞を溶菌させる顕著な活性を有することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで細菌細胞では対数増殖に着目した研究が主であったので、定常期の生理状態、増殖、さらにグラム陽性細菌について研究した本課題は、学術的にも意義あるものである。
細菌細胞を用いた物質生産は産業界で徴用されているが、活発に代謝している細胞の増殖に応じて、目的産物を発現させる方法が主である。定常期の代謝状態を利用して物質生産することができれば、増殖に費やすエネルギーを物質生産のみに効率よく転化することが可能である。多くの抗生物質は増殖阻害を標的としているが、定常期の状態で病原性を発揮する細菌もあるので、定常期細胞に特徴的な機構を標的とした抗生物質の開発にも本研究は有効である。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Distinct roles for U-type proteins in iron-sulfur cluster biosynthesis revealed by genetic analysis of the Bacillus subtilis sufCDSUB operon2018

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Nao、Nonaka Chihiro、Ohashi Yukari、Shioda Masaharu、Terahata Takuya、Chen Wen、Sakamoto Kotomi、Maruyama Chihiro、Saito Takuya、Yuda Eiki、Tanaka Naoyuki、Fujishiro Takashi、Kuzuyama Tomohisa、Asai Kei、Takahashi Yasuhiro
    • 雑誌名

      Mol Microbiol

      巻: 107 号: 6 ページ: 688-703

    • DOI

      10.1111/mmi.13907

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anti-sigma factor-mediated cell surface stress responses in <i>Bacillus</i> <i>subtilis</i>2017

    • 著者名/発表者名
      Asai Kei
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 92 号: 5 ページ: 223-234

    • DOI

      10.1266/ggs.17-00046

    • NAID

      130006681916

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zinc-Ligand Swapping Mediated Complex Formation and Sulfur Transfer between SufS and SufU for Iron?Sulfur Cluster Biogenesis in Bacillus subtilis2017

    • 著者名/発表者名
      Fujishiro Takashi、Terahata Takuya、Kunichika Kouhei、Yokoyama Nao、Maruyama Chihiro、Asai Kei、Takahashi Yasuhiro
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc

      巻: 139 号: 51 ページ: 18464-18467

    • DOI

      10.1021/jacs.7b11307

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glucose Induces ECF Sigma Factor Genes, sigX and sigM, Independent of Cognate Anti-sigma Factors through Acetylation of CshA in Bacillus subtilis.2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Ogura and Kei Asai
    • 雑誌名

      Front Microbiol.

      巻: 7 ページ: 1918-1918

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 枯草菌糖脂質合成酵素遺伝子ugtP の発現制御機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      松岡 聡,篠原嵩人,朝井 計,戸澤 譲
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会(東京)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 枯草菌rpoAの非翻訳領域を介する栄養状態に適応した発現制御機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      蟹谷 美有、大坂 夏木、朝井 計
    • 学会等名
      第13回日本ゲノム微生物学会年会(東京)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 枯草菌糖脂質合成酵素遺伝子ugtP の転写制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      松岡 聡、篠原 嵩人、朝井 計、戸澤 譲
    • 学会等名
      日本遺伝学会第90回大会(奈良)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 枯草菌RNA ポリメラーゼα サブユニット遺伝子rpoAの発現制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      朝井 計,林田莉奈,白川文教
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シアノバチルスにおけるシアノバクテリア遺伝子大規模発現の試み2018

    • 著者名/発表者名
      美田知也,細村匡太郎,渡辺 智,兼崎 友,板谷光泰, 朝井 計, 吉川博文
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌における異種プロモーター認識能拡張の取り組み2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺 葵,山下園加,井上拓也,吉川博文,朝井 計
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌糖脂質合成酵素遺伝子ugtP の発現制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      松岡 聡,篠原嵩人,朝井 計,戸澤 譲
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌168 株が挿入配列を持たない理由の解明2018

    • 著者名/発表者名
      徳山麻里,吉川博文,朝井 計,原田翔太,兼崎 友
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌における(p)ppGpp に依存しないアミノ酸飢餓適 応機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      大坂夏木,高田 啓,多喜乃雄太,兼崎 友,渡辺 智, 千葉櫻拓,吉川博文,朝井 計
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人為的IS 誘導が枯草菌168 株に与える影響の解析2018

    • 著者名/発表者名
      徳山麻里,朝井計
    • 学会等名
      第12回日本ゲノム微生物学会年会(京都)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成系の多様性:グラム陽性菌に見られるキメラ型生合成系の逆遺伝学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      横山奈央
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 湘南藤沢キャンパス(神奈川県藤沢市)
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌のRNA ポリメラーゼαサブユニット遺伝子rpoAの 上流域の解析2017

    • 著者名/発表者名
      朝井 計
    • 学会等名
      日本遺伝学会大89回大会(岡山)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌における(p)ppGpp に依存しないアミノ酸飢餓適応 機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      大坂 夏木、高田 啓、多喜乃 雄太、兼崎 友、渡辺 智、 千葉櫻 拓、朝井 計、吉川 博文
    • 学会等名
      日本遺伝学会大89回大会(岡山)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌糖脂質合成酵素遺伝子ugtP の発現制御解析2017

    • 著者名/発表者名
      松岡 聡、篠原 嵩人、朝井 計、戸澤 譲
    • 学会等名
      日本遺伝学会大89回大会(岡山)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of regulation mechanisms of SigM with its cognate anti-sigma factor, YhdL and YhdK, in Bacillus subtilis.2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Asai
    • 学会等名
      the 19th Internati onal Conference on Bacilli and Gram-Positi ve Bacteria (Berlin, Germany)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SigI と WalKR による枯草菌の増殖維持の制御ネット ワークの解析2017

    • 著者名/発表者名
      朝井計
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌 RNAP コア酵素の変異による耐熱化と高温適応 に対するトレードオフ2017

    • 著者名/発表者名
      高松美沙樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌糖脂質合成酵素遺伝子 ugtP の発現制御解析2017

    • 著者名/発表者名
      松岡 聡
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] rsiV 変異株における枯草菌ファージφ29 の増殖阻害2017

    • 著者名/発表者名
      木寺夏穂
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌の抗シグマ因子YhdLとYhdKによるシグマMの活性制御機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      朝井 計
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌におけるシグマMとその抗シグ マ因子YhdLとYhdK間の活性制御機構の遺伝学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      朝井 計
    • 学会等名
      日本遺伝学会第88回大会
    • 発表場所
      日本大学国際関係学部 三島駅北口校舎(静岡県三島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌シグマ因子最少化株の顕著な表現型と原因遺伝子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      吉田 早希
    • 学会等名
      日本遺伝学会第88回大会
    • 発表場所
      日本大学国際関係学部 三島駅北口校舎(静岡県三島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌SigI破壊による溶菌現象解明と SigIの発現解析2016

    • 著者名/発表者名
      清水 葉子
    • 学会等名
      日本遺伝学会第88回大会
    • 発表場所
      日本大学国際関係学部 三島駅北口校舎(静岡県三島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌二成分制御系WalKRの制御にお ける糖脂質の役割2016

    • 著者名/発表者名
      松岡 聡
    • 学会等名
      日本遺伝学会第88回大会
    • 発表場所
      日本大学国際関係学部 三島駅北口校舎(静岡県三島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of regulation mechanisms of SigM with its cognate anti-sigma factor, YhdL and YhdK, in Bacillus subtilis.2015

    • 著者名/発表者名
      朝井 計
    • 学会等名
      The 14th Asian Conference on Transcription
    • 発表場所
      National University of Singapore(Singapore)
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of mechanism of stress response induced with the plant essential oils in Bacillus subtilis2015

    • 著者名/発表者名
      小澤良基
    • 学会等名
      The 14th Asian Conference on Transcription
    • 発表場所
      National University of Singapore(Singapore)
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 植物香気成分の枯草菌ストレス応答に与える影響の解析2015

    • 著者名/発表者名
      小澤良基
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87回大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌シグマ因子最少化株の表現型の解析2015

    • 著者名/発表者名
      吉田早希
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87回大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌SigIの定常期における役割2015

    • 著者名/発表者名
      清水葉子
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87回大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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