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納豆菌挿入配列の制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K07683
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
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

木村 啓太郎  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, ユニット長 (20353980)

研究協力者 吉川 博文  
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード挿入配列 / ゲノム進化 / 納豆菌 / 転移 / 遺伝子破壊 / insertion sequnce / transposition / IS256Bsu1 / insertion sequence / 発現制御 / Bacillus subtilis / transposase / trasposition frequency / トランスポゾン / RNA-seq / Insertion sequence / 微生物 / 発酵
研究成果の概要

挿入配列(以下,ISとする)は転移酵素遺伝子とその両端の繰り返し配列で構成される“動く遺伝子”である.ISはゲノム中を転移し,転移先遺伝子の破壊や断片化を引き起こすことによってゲノムの構造的進化に影響を与えたと考えられる.本研究は,納豆菌で見つかった複数のISの制御機構解明を目的として行った.
本研究で得られた最も興味深い結果は,ヘリカーゼドメインを持つ遺伝子(BSNT_10618)の破壊によりISの転移頻度が高くなったことである.つまり、BSNT_10618が IS転移を抑制する機能を持つことが示唆された.連携研究先と協力しながら研究を継続中である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

挿入配列(以下、IS)の発現制御に関する先行研究として,大腸菌で見つかったIS転移促進タンパク質Ieeが挙げられる.本研究では,Ieeと部分的な類似性を持つ納豆菌BSNT_10618が,むしろ転移を抑制する機能を持つことが明らかになった.納豆菌のように非常に多種多コピーのISを有する株が転移を抑制する仕組みを持つ可能性が強く示唆されたことに学術的意義がある.また,RNS-seq解析(DNA配列解析装置による網羅的な遺伝子発現解析)を通じて,東京農大が開発したIS転移頻度測定法(Jumping CAT法)の再現性と妥当性が確認できたことは科学的に意義深く,継続的な研究深化に繋がる成果である.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] USDA/ARS/南部研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Trends in the application of Bacillus in fermented foods2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura (木村 啓太郎) Keitarou、Yokoyama (横山 智) Satoshi
    • 雑誌名

      Current Opinion in Biotechnology

      巻: 56 ページ: 36-42

    • DOI

      10.1016/j.copbio.2018.09.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Poly-γ-glutamic Acid Production by <i>Bacillus subtilis</i> (natto) under High Salt Conditions2018

    • 著者名/発表者名
      NGUYEN Sy Le Thanh、INAOKA Takashi、KIMURA Keitarou
    • 雑誌名

      Japan Agricultural Research Quarterly: JARQ

      巻: 52 号: 3 ページ: 249-253

    • DOI

      10.6090/jarq.52.249

    • NAID

      130007437004

    • ISSN
      0021-3551, 2185-8896
    • 年月日
      2018-07-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolome analysis of Escherichia coli ATCC25922 cells treated with high hydrostatic pressure at 400 and 600 MPa2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Keitarou、Inaoka Takashi、Yamamoto Kazutaka
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 126 号: 5 ページ: 611-616

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.05.007

    • NAID

      40021726353

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Survey of Phage Contamination in Natto-producing Factories and Development of Phage-resistant <i>Bacillus subtilis</i> (natto) Strains2018

    • 著者名/発表者名
      Kubo Yuji、Sriyam Supawadee、Nakagawa Rikio、Kimura Keitarou
    • 雑誌名

      Food Science and Technology Research

      巻: 24 号: 3 ページ: 485-492

    • DOI

      10.3136/fstr.24.485

    • NAID

      130007419039

    • ISSN
      1344-6606, 1881-3984
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 納豆菌に関する基礎研究と応用利用研究2016

    • 著者名/発表者名
      木村啓太郎
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会(泊り込みセミナー)
    • 発表場所
      華やぎの章 慶山 (山梨県笛吹市)
    • 年月日
      2016-05-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] なっとう菌2018

    • 著者名/発表者名
      木村啓太郎、高部晴市
    • 総ページ数
      32
    • 出版者
      農山漁村文化協会
    • ISBN
      9784540171772
    • 関連する報告書
      2018 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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