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ビフェニル/PCB分解細菌によるリグニン分解生成物からの有用芳香族化合物生産

研究課題

研究課題/領域番号 16H04953
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 木質科学
研究機関京都大学

研究代表者

渡邊 崇人  京都大学, 生存圏研究所, 助教 (30362403)

研究分担者 藤原 秀彦  別府大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (10435167)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードリグニン / ビフェニル / PCB / プロテオミクス / ゲノミクス
研究成果の概要

リグニンの無機化には多種多様な微生物が重要な役割を果たしている.これまで我々は,ビフェニル/PCB 分解細菌を土壌中から単離し,遺伝・生化学的研究及びゲノム解析を行ってきた.今回,これらのビフェニル/PCB 分解細菌の数株がリグニン由来の芳香族化合物を資化できることが分かった.また,二次元電気泳動をベースとしたプロテオミクスの手法により,誘導発現している芳香族化合物の分解・代謝に関わる酵素を効率良くビフェニル/PCB 分解細菌から単離・同定できるようになった.これらの結果は,ビフェニル/PCB 分解細菌の育種を通じて木質バイオマスからの有用な芳香族化合物生産に繋げることができる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,難分解性芳香族化合物の分解系を有する環境汚染物質分解細菌(ビフェニル/PCB 分解細菌)を用いてリグニンやその分解生成物から有用な芳香族化合物生産の基盤構築を目指した.今回は,ビフェニル/PCB 分解細菌のゲノム情報等を最大限に活用しつつ,プロテオミクスの手法も駆使し,有用な芳香族化合物生産のための酵素や遺伝子をスクリーニングすることができた.これらの成果は,「分解菌を生産菌に変える」という菌の育種を通じて新たな芳香族化合物の分解代謝系の構築に繋がる.さらには,リグニン由来の芳香族化合物の機能性バイオマテリアルの開発や新しいリグニンビジネスの創出への一助となる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Pseudomonas furukawaii sp. nov., a polychlorinated biphenyl-degrading bacterium isolated from biphenyl-contaminated soil in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura, N., Watanabe, T., Suenaga, H., Fujihara, H., Futagami, T., Goto, M., Hanada, S., Hirose, J.
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol.

      巻: 68 号: 5 ページ: 1429-1435

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.002670

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of intracellular proteins from a white-rot fungus surrounded by polysaccharide sheath and optimization of their two-dimensional electrophoresis for proteomic studies2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, T., Yoshioka, K., Kido, A., Lee, J., Akiyoshi, H., and Watanabe, T.
    • 雑誌名

      J. Microbiol. Methods

      巻: 142 ページ: 63-70

    • DOI

      10.1016/j.mimet.2017.09.009

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Insights into the genomic plasticity of Pseudomonas putida KF715, a strain with unique biphenyl-utilizing activity and genome instability properties2017

    • 著者名/発表者名
      Suenaga, H., Fujihara H., Kimura, N., Hirose, J., Watanabe, T., Futagami, T., Goto, M., Shimoda, J., and Furukawa K.
    • 雑誌名

      Environ. Microbiol. Rep.

      巻: 9 号: 5 ページ: 589-598

    • DOI

      10.1111/1758-2229.12561

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete genome sequence of the polychlorinated biphenyl-degrading bacterium Pseudomonas putida KF715 (NBRC 110667) isolated from biphenyl-contaminated soil2017

    • 著者名/発表者名
      Suenaga, H., Yamazoe, A., Hosoyama, A., Kimura, N., Hirose, J., Watanabe, T., Fujihara, H., Futagami, T., Goto, M., Furukawa, K.
    • 雑誌名

      Genome announcements

      巻: 5 号: 7

    • DOI

      10.1128/genomea.01624-16

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Use of biphenyl/polychlorinated biphenyl-degrading bacteria for the production of useful aromatic compounds2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, T., Fujihara, H., Hirose, J., Suenaga, H., Kimura, N.
    • 雑誌名

      Sustainable Humanosphere

      巻: 12 ページ: 5-5

    • NAID

      120006309422

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Insight into genome plasticity of Pseudomonas putida KF715 which has unique properties in biphenyl-utilizing activity and genome instability2018

    • 著者名/発表者名
      Suenaga, H., Fujihara, H., Kimura, N., Hirose, J., Watanabe, T., Futagami, T., Goto, M., Furukawa, K.
    • 学会等名
      17th International Symposium on Microbial Ecology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲノム構造不安定株を用いた遺伝子水平伝播の遺伝因子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      竹下智尊,小代安莉,末永光,木村信忠,廣瀬遵,渡邊崇人,後藤正利,二神泰基,古川謙介,藤原秀彦
    • 学会等名
      第 25 回日本生物工学会九州支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ビフェニル/PCB 分解細菌 Rhodococcus wratislaviensis T301 株の色素脱色型ペルオキシダーゼの発現と活性2018

    • 著者名/発表者名
      渡邊崇人,藤原秀彦,末永光,木村信忠,廣瀬遵,二神泰基,陶山明子,後藤正利,古川謙介
    • 学会等名
      第 385 回生存圏シンポジウム「第 15 回持続的生存圏創成のためのエネルギー循環シンポジウム―マイクロ波高度利用と先端分析化学―」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PCB 分解性細菌 KF707 株の安息香酸分解経路によるブロモ安息香酸の共代謝2018

    • 著者名/発表者名
      赤木友美,上西凪紗,廣瀬遵,末永光,木村信忠,藤原秀彦,渡邊崇人,宮武宗利,横井春比古,二神泰基,後藤正利,陶山明子,古川謙介
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2018 年度西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PCB 分解性細菌 KF707 株の安息香酸分解経路によるクロロ安息香酸の共代謝2018

    • 著者名/発表者名
      上西凪紗,赤木友美,廣瀬遵,末永光,木村信忠,藤原秀彦,渡邊崇人,宮武宗利,横井春比古,二神泰基,後藤正利,陶山明子,古川謙介
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2018 年度西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PCB/ビフェニル分解性シュードモナス細菌の安息香酸分解系トランスポゾン欠失株の諸性質2018

    • 著者名/発表者名
      廣瀬遵,米村凌,末永光,木村信忠,渡邊崇人,宮武宗利,横井春比古,二神泰基,後藤正利,藤原秀彦,古川謙介
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] ビフェニル/PCB 分解性 Pseudomonas 細菌の bph-sal element 上にコードされるサリチル酸および安息香酸分解系遺伝子のクローニングおよび機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      廣瀬遵,米村凌,横井春比古,末永光,木村信忠,廣瀬遵,渡邊崇人,二神泰基,後藤正利,藤原秀彦,古川謙介
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度(平成29年度)大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ビフェニル/PCB 分解能力を高頻度に転移・欠失する Pseudomonas putida KF715 株のゲノム構造の柔軟性2017

    • 著者名/発表者名
      末永光,藤原秀彦,木村信忠,廣瀬遵,渡邊崇人,二神泰基,後藤正利,古川謙介
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度(平成29年度)大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 木質バイオマスからの有用芳香族化合物生産のためのビフェニル/PCB 分解細菌の利用2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊崇人,藤原秀彦,末永光,木村信忠,廣瀬遵,二神泰基,後藤正利,古川謙介
    • 学会等名
      第330回生存圏シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都府・宇治市)
    • 年月日
      2017-01-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Rhodococcus 属細菌の宿主ベクター系を用いた色素脱色型ペルオキシダーゼの発現2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊崇人
    • 学会等名
      第7回KFゲノム研究セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ビフェニル/PCB 分解細菌 Rhodococcus wratislaviensis T301 株の dye-decolorizing peroxidase 遺伝子の単離と発現2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊崇人,藤原秀彦,末永光,木村信忠,廣瀬遵,二神泰基,後藤正利,古川謙介
    • 学会等名
      第356回生存圏シンポジウム「第14回持続的生存圏創成のためのエネルギー循環シンポジウム -マイクロ波高度利用と先端分析化学-」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ビフェニル分解特性を高頻度に転移・欠失する P. putida KF715 株のゲノム再編成能に寄与する遺伝因子2017

    • 著者名/発表者名
      藤原秀彦,中尾桜,東沙紀,末永光,木村信忠,渡邊崇人,廣瀬遵,二神泰基,後藤正利,古川謙介
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 同一サイトで分離された PCB 分解性細菌 (KF 株) 10 菌株のビフェニル分解系 bph 遺伝子の多様性2017

    • 著者名/発表者名
      廣瀬遵,寺野貴洋,横井春比古,末永光,木村信忠,渡邊崇人,二神泰基,後藤正利,藤原秀彦,古川謙介
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Rhodococcus wratislaviensis T301 株のリグニン由来芳香族化合物代謝に関与する遺伝子の探索と単離2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊崇人,藤原秀彦
    • 学会等名
      第6回KFゲノム研究セミナー
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ビフェニル/PCB 分解性 Pseudomonas 細菌の bph オペロンの近傍にコードされる sal および bza 遺伝子クラスターの機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      米村凌,廣瀬遵,横井春比古,木村信忠,末永光,渡邊崇人,二神泰基,後藤正利,藤原秀彦,古川謙介
    • 学会等名
      第23回日本生物工学会九州支部飯塚大会
    • 発表場所
      九州工業大学(福岡県・飯塚市)
    • 年月日
      2016-12-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ビフェニル/PCB 分解細菌のリグニン由来芳香族化合物代謝酵素の探索と同定2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊崇人,藤原秀彦, 末永光, 木村信忠,廣瀬遵, 二神泰基, 後藤正利, 古川謙介
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2016-09-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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