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陸域有機物の海洋流入増大に備えたリグニン動態追跡用分子マーカーの樹立

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0123
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 食料循環研究
研究機関群馬大学 (2019)
国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2015-2018)

研究代表者

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

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019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)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード植物バイオマス / 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
研究成果の概要

本研究は陸域有機物の流入の現状把握や予測に繋がる新しいリグニン動態追跡手法の基盤構築を目的としている。リグニン関連物質を代謝する単離微生物株に対し、植物バイオマス、その他のモデル基質に対する代謝試験を行った結果、被験株の分類学的位置が離れているにもかからず、同活性を持った酵素を利用して代謝を行っていることが示唆された。リグニン断片特異的開裂酵素群を磨砕リグニンに作用させ、基質として認識する部分構造に関する知見を得た。さらに、植物に難分解性を与えるケイヒ酸エステルの生物分解における鍵酵素にも着目し、遺伝子や酵素の解析を行い、酵素によって植物バイオマス成分から遊離される特徴的な分子を検出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 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

    (46件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 8件、 招待講演 16件) 図書 (2件) 備考 (1件)

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

    • 著者名/発表者名
      Maeda Allyn H.、Nishi Shinro、Ishii Shun'ichi、Shimane Yasuhiro、Kobayashi Hideki、Ichikawa Junko、Kurosawa Kanako、Arai Wataru、Takami Hideto、Ohta Yukari
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 6 号: 12

    • DOI

      10.1128/genomea.00200-18

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Sphingobium sp. Strain YG1, a Lignin Model Dimer-Metabolizing Bacterium Isolated from Sediment in Kagoshima Bay, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Yukari Ohta, Yasuhiro Shimane, Shinro Nishi, Junko Ichikawa, Kanako Kurosawa, Taishi Tsubouchi, and Shun'ichi Ishii
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 6 号: 17

    • DOI

      10.1128/genomea.00267-18

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional Materials : Producing Functional Chemicals From Wood Lignin Using Marine Bacteria Enzymes2018

    • 著者名/発表者名
      Yukari Ohta
    • 雑誌名

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

      巻: 2 ページ: 66-70

    • NAID

      40021449893

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      大田 ゆかり
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 74 ページ: 328-330

    • NAID

      40021273174

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      大田 ゆかり
    • 雑誌名

      コンバーテック

      巻: 531 ページ: 81-85

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] シリーズ:大学・官公庁研究機関の研究室紹介(114)2016

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 雑誌名

      紙パルプ技術協会誌

      巻: 第70巻 第12号(通巻第789号) ページ: 76-77

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      稲垣史生、大田ゆかり
    • 雑誌名

      四国紙パルプ協会ニュースレター

      巻: 41 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Combination of six enzymes of a marine Novosphingobium converts the stereoisomers of β-O-4 lignin model dimers into the respective monomers2015

    • 著者名/発表者名
      Ohta Y., Nishi S., Hasegawa R., Hatada Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 15105-15105

    • DOI

      10.1038/srep15105

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 海洋微生物のリグニン・芳香族化合物代謝をホワイトバイオへつなぐ -バイオマスから遊離される未同定低分子芳香族代謝物のLCMS分析-2019

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      第28回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Bioprocess Using Marine Microbial Enzymes for Efficient Lignin Degradation and Catalytic Generation of Super-Urushiol from Lignin Monomers2019

    • 著者名/発表者名
      Yukari Ohta
    • 学会等名
      1st Gunma University Center for Food Science and Wellness (GUCFW) International Symposium and ALCA/JST workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enzymatic production of functional aromatic compounds from a lignin fraction extracted from non-edible biomass2019

    • 著者名/発表者名
      Yukari Ohta
    • 学会等名
      2019 KSBB Fall Meeting and International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Identification of the differentially-expressed genes in Novosphingobium sp. MBES04 in response to lignin related compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Yukari Ohta, Shun'ichi Ishii, Tohru Yarimizu, Misato Yamada, Hiroshi Nishimura, Takashi Watanabe
    • 学会等名
      1st International Lignin Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fractionation and analysis of lignin-carbohydrate complex using lignin-degrading enzymes2019

    • 著者名/発表者名
      Saho Kashima, Hiroshi Nishimura, Shizuka Sakon, Misato Yamada, Yasuhiro Shimane, Yukari Ohta, Keiko Kondo, Yudai Yamaoki, Takashi Nagata, Masato Katahira, Takashi Watanabe
    • 学会等名
      1st International Lignin Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Production of aromatic monomers from wood lignin using marine bacterial enzymes: connecting the forest and the ocean with white biotechnology2019

    • 著者名/発表者名
      Yukari Ohta
    • 学会等名
      7th symposium of Korean Society for Enzyme Engeneerng
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      グリーン科学技術研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり, 西村裕志, 片平正人, 磯﨑勝弘, 中村正治
    • 学会等名
      第67回 高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      エコマテリアル研究会 18-2
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋微生物からの有用機能の探索とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度 第3回関東支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海の底に玉手箱を探して2018

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      山口大学微生物研究推進体第10回研究成果発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fractionation and structural analysis of enzyme-treated lignin-carbohydrate complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishimura, Shizuka Sakon, Misato Yamada, Kazuma Nagata, Takashi Nagata, Masato Katahira, Yukari Ohta, Takashi Watanabe
    • 学会等名
      lignobiotech 2018:5th Symposium of Biotechnology Applied to Lignocelluloses, Helsinki
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深海底につづく細い糸をたどって2018

    • 著者名/発表者名
      大田 ゆかり
    • 学会等名
      日本科学未来館サイエンティスト・トーク
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋微生物からの有用機能の探索とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      大田 ゆかり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度(平成30年度)大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sphingobium sp. YG1ゲノムからのCα位ヒドロキシ基酸化能を有すshort-chain dehydrogenase/reductase 遺伝子の探索2017

    • 著者名/発表者名
      西真郎、前田亜鈴悠、坪内泰志、大田ゆかり
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      神奈川県藤沢市、慶応義塾大学
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 海洋性細菌のリグニン分解酵素による木質バイオマス成分変換機構の理解2017

    • 著者名/発表者名
      嶋根康弘、大田ゆかり、前田亜鈴悠、片平正人、永田崇、山置祐大、渡辺隆司
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      京都府宇治市、京都大学
    • 年月日
      2017-02-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大田 ゆかり
    • 学会等名
      第19回マリンバイオテクノロジー学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      秦田 勇二、大田 ゆかり
    • 学会等名
      時代を刷新する会 新エネルギー委員会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural analysis of lignocellulosic biomass by solution-state NMR for future biorefinery2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe, Hiroshi Nishimura, Chen Qu, Misato Yamada, Shizuka Sakon, Takao Kishimoto, Masaharu Nakamura, Keiko Kondo, Takashi Nagata, Makoto Katahira
    • 学会等名
      The 8th International Symposium of Advanced Energy Science - Interdisciplinary Approach to Zero Emission Energy-
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第62回リグニン討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第62回リグニン討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Lignin-Carbohydrate Complexes in woody biomass by using NMR2017

    • 著者名/発表者名
      Shizuka Sakon, Hiroshi Nishimura, Misato Yamada, Yukari Ohta, Keiko Kondo, Yudai Yamaoki, Takashi Nagata, Masato Katahira, Takashi Watanabe
    • 学会等名
      HSS2017 and 7th ISSH meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 木材リグニンのβO4開裂酵素反応前後の分析2017

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第356回生存圏シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第61回リグニン討論会
    • 発表場所
      京都府宇治市、京都大学
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 海洋環境からのGuaiacylglycerol-β-guaiacyl ether - Cα位酸化酵素の探索2016

    • 著者名/発表者名
      前田亜鈴悠、西真郎、坪内泰志、大田ゆかり
    • 学会等名
      第61回リグニン討論会
    • 発表場所
      京都府宇治市、京都大学
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Enzymatic Cascade of a Marine Novosphingobium Cleaving β-O-4 Linkages of a Wood Component, Lignin2016

    • 著者名/発表者名
      Yukari Ohta, Shinro Nishi, Ryoichi Hasegawa, Yuji Hatada
    • 学会等名
      Extremophiles 2016
    • 発表場所
      京都府京都市、京都大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋性細菌によるリグニン分解とその有用利用2016

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      第57回海中海底工学フォーラム
    • 発表場所
      東京都目黒区、東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      2016-04-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋性バクテリアの陸域バイオマス代謝2015

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      高知県南国市、高知大学物部キャンパス
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第60回リグニン討論会
    • 発表場所
      茨城県つくば市、筑波大学
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第60回リグニン討論会
    • 発表場所
      茨城県つくば市、筑波大学
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第60回リグニン討論会
    • 発表場所
      茨城県つくば市、筑波大学
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 海洋由来バクテリアのリグニン分解酵素2015

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      京都府宇治市、京都大学化学研究所
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 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

    • 著者名/発表者名
      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)
    • 総ページ数
      225
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314945
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 農林水産物由来高機能材料2016

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり
    • 総ページ数
      312
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 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

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2015-07-14   更新日: 2021-02-19  

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