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細菌の栄養獲得戦略から紐解く適応進化の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 17H03794
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 応用微生物学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

吉田 昭介  奈良先端科学技術大学院大学, 研究推進機構, 特任准教授 (80610766)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワードPETase / Ideonella sakaiensis / 遺伝子破壊 / 酵素 / 代謝 / トランスクリプトーム / プロテオーム / 進化 / 細菌
研究成果の概要

Ideonella sakaiensisはPETを分解して栄養とすることが可能である。本研究では、I. sakaiensisが効率的にPETを分解する仕組みを探り、以下のことが明らかとなった。(1)PETaseの基質結合部位に変異導入を行い、PETaseの高いPET基質特異性はこれらのアミノ酸残基の影響が大きいことが明らかとなった。(2)I. sakaiensis遺伝子破壊系の構築に成功し、Δpetase株、Δmhetase株を構築した。(3)プロテオミクス解析から、新たにPETオリゴマーに加水分解活性を有する酵素を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

(1)PETaseのPETに対する基質特異性の高さに貢献するアミノ酸残基が明らかとなった。これらを他のPET加水分解酵素に置換導入することで、機能改良につながることが期待できる。(2)I. sakaiensis遺伝子破壊系により、本菌の持つ遺伝子の生理学的な機能解析を行うことが可能となった。また、本菌の代謝系を人工的に改良し、有用物質生産につなげるなど、代謝工学への応用が可能となった。(3)新酵素の発見により、本菌のPET代謝への理解を進めることができるようになった。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 13件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Ideonella sakaiensis, PETase, and MHETase: From identification of microbial PET degradation to enzyme characterization2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Shosuke、Hiraga Kazumi、Taniguchi Ikuo、Oda Kohei
    • 雑誌名

      Methods in Enzymology

      巻: 648 ページ: 187-205

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2020.12.007

    • ISBN
      9780128220122
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Poly(Ethylene Terephthalate)の微生物による分解2020

    • 著者名/発表者名
      小田耕平、吉田昭介
    • 雑誌名

      繊維学会誌

      巻: 76 号: 3 ページ: P-113-P-118

    • DOI

      10.2115/fiber.76.P-113

    • NAID

      130007808450

    • ISSN
      0037-9875, 1884-2259
    • 年月日
      2020-03-10
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Biodegradation of waste PET2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraga Kazumi, Taniguchi Ikuo, Yoshida Shosuke, Kimura Yoshiharu, Oda Kohei
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 21 号: 2

    • DOI

      10.15252/embr.201949826

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of engineered extracellular vesicles with full-length functional PD-1 membrane proteins by baculovirus expression system2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Raga、Yoshida Shosuke、Sawada Shin-ichi、Sasaki Yoshihiro、Akiyoshi Kazunari
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: - 号: 4 ページ: 967-972

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.03.187

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biodegradation of PET: Current Status and Application Aspects2019

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Ikuo、Yoshida Shosuke、Hiraga Kazumi、Miyamoto Kenji、Kimura Yoshiharu、Oda Kohei
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 9 号: 5 ページ: 4089-4105

    • DOI

      10.1021/acscatal.8b05171

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポリエチレンテレフタレート分解菌・分解酵素の発見とその応用展望2017

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介、小田耕平
    • 雑誌名

      科学と工業

      巻: 91 ページ: 113-119

    • NAID

      40021210538

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bioprospection of plastic degrading bacteria for the sustainable environment2020

    • 著者名/発表者名
      Shosuke Yoshida
    • 学会等名
      International Forum on Life Sciences and Education (IFoLSE)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Poly(ethylene terephthalate)分解菌の代謝メカニズムとその利用2020

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 学会等名
      第84回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ideonella sakaiensisにおけるPcaG遺伝子破壊株の性状解析2020

    • 著者名/発表者名
      西井太郎、蜂須賀真一、吉田昭介
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PET 分解細菌Ideonella sakaiensisにおけるaldehyde dehydrogenase遺伝子の機能解明2020

    • 著者名/発表者名
      蜂須賀真一、高山暁生、藤原毅、吉田昭介
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポリエチレンテレフタレート代謝細菌のメカニズムの解明と利用2019

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 学会等名
      第20回 酵素応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラスチック分解細菌のエネルギー獲得戦略2019

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細菌によるPET代謝と、その有用化合物生産への利用展望2019

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリエチレンテレフタレート資化菌の代謝機構とその利用展望2019

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 学会等名
      19-2エコマテリアル研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bacterial poly(ethylene terephthalate) metabolism by Ideonella sakaiensis2019

    • 著者名/発表者名
      Shosuke Yoshida
    • 学会等名
      ASP-19 Fifth International Symposium on Advances in Sustainable Polymers
    • 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] Ideonella sakaiensisのPETを炭素源とした培養における網羅的遺伝子発現解析2019

    • 著者名/発表者名
      高山暁生、吉田昭介
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポリエチレンテレフタレート分解細菌の発見、およびその代謝機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 学会等名
      「化学コミュニケーションのフロンティア」第4回若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PET資化細菌の発見とメカニズムの解明、及びその応用への展開2019

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 学会等名
      酵素工学研究会第81回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PET分解菌~その分解の仕組みと利用展望と・・~2018

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 学会等名
      第1回創発マテリアル研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A bacterium that metabolizes poly(ethylene terephthalate)2018

    • 著者名/発表者名
      Shosuke Yoshida
    • 学会等名
      The 10th symposium on International Collaborative Laboratories BioTechnology Institute, U. Minnesota & Grad School BioScience, NAIST
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ポリエステル分解菌~その分解の仕組みと利用展望~2018

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 学会等名
      第6回奈良まほろば産学官連携懇話会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PET樹脂を代謝する細菌2017

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 学会等名
      BioJapan 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 細菌の代謝能力によるPETの分解(生分解,バイオマスプラスチックの開発と応用)2020

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 総ページ数
      560
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047824
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] ポリエチレンテレフタレート(PET)分解酵素の発見と構造解析(生分解性プラスチックの環境配慮設計指針)2019

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 総ページ数
      291
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314877
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 第7 節 既存プラスチックの生分解(マイクロプラスチック問題等各種環境汚染と規制強化に向けたプラスチックの環境対応技術 ~バイオマスプラスチック・生分解性プラスチック・リサイクル・代替~)2019

    • 著者名/発表者名
      吉田昭介
    • 総ページ数
      306
    • 出版者
      情報機構
    • ISBN
      9784865021714
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] ポリヒドロキシアルカン酸の製造方法及び製造用組成物2020

    • 発明者名
      吉田昭介、福居俊昭
    • 権利者名
      奈良先端科学技術大学院大学、東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-12-25  

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