「クテドノバクテリア」は放線菌に匹敵する新たな有用菌群となりうるか？

• 研究課題/領域番号: 18K05406
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38020:応用微生物学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 矢部 修平 東北大学, 農学研究科, 准教授 (60564838)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: クテドノバクテリア / 放線菌 / 難培養微生物 / 二次代謝物 / 二次代謝物物 / 天狗の麦飯 / Dictyobacteraceae

研究成果の概要

研究代表者は、発酵工業にとって新たな有益生物資源と成り得る放線菌様の形態を示す分類群「クテドノバクテリア（綱）」に着目しているが、利用できる純粋培養株が少なく分類及び生理学的知見が乏しかった。本研究では、本系統の分離株を拡充し、ゲノム解析などから有益性を評価した。分離・分類学的研究により、本分類群に新たに2新科・3新属・11新種を創設した。そしてそれらのゲノム解析は、本分類群が新奇二次代謝物や木質系バイオマス利用における新しい酵素群の有益な生物資源であることを明らかとした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、多剤耐性菌による感染症が拡大する中、創薬資源「放線菌」からの新規抗生物質の創出は急減しており、新たな生物資源の開拓が急務である。クテドノバクテリアが放線菌に匹敵する新資源となり得るとした新しい視点に基づき、本系統の開拓に取り組んできた。本研究により本分類群が飛躍的に拡充され、ゲノム解析により有益資源としてのポテンシャルが示されたことは、我が国の発酵工業を活気づける要因と成り得る成果である。

研究成果

• [国際共同研究] NAICONS Srl/FIIRV(イタリア)
• [雑誌論文] High cellulolytic potential of the Ktedonobacteria lineage revealed by genome-wide analysis of CAZymes (2021)
  • 著者名/発表者名: Zheng Yu、Maruoka Mayumi、Nanatani Kei、Hidaka Masafumi、Abe Naoki、Kaneko Jun、Sakai Yasuteru、Abe Keietsu、Yokota Akira、Yabe Shuhei
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: in press 号: 6 ページ: 622-630
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2021.01.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reticulibacter mediterranei gen. nov., sp. nov., within the new family Reticulibacteraceae fam. nov., and Ktedonospora formicarum gen. nov., sp. nov., Ktedonobacter robiniae sp. nov., Dictyobacter formicarum sp. nov. and Dictyobacter arantiisoli sp. nov., belonging to the class Ktedonobacteria (2021)
  • 著者名/発表者名: Yabe Shuhei、Zheng Yu、Wang Chiung-mei、Sakai Yasuteru、Abe Keietsu、Yokota Akira、Donadio Stefano、Cavaletti Linda、Monciardini Paolo
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: 71 号: 7
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.004883
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Thermogemmatispora aurantia sp. nov. and Thermogemmatispora argillosa sp. nov., within the class Ktedonobacteria, and emended description of the genus Thermogemmatispora (2019)
  • 著者名/発表者名: Zheng Yu、Wang Chiung-Mei、Sakai Yasuteru、Abe Keietsu、Yokota Akira、Yabe Shuhei
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: 69 号: 6 ページ: 1744-1750
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.003388
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome Features and Secondary Metabolites Biosynthetic Potential of the Class Ktedonobacteria (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu ZHENG, Ayana Saitou, Chiung-Mei Wang, Atsushi Toyoda, Yohei Minakuchi, Yuji Sekiguchi, Kenji Ueda, Hideaki Takano, Yasuteru Sakai, Keietsu Abe, Akira Yokota and Shuhei Yabe
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 10 ページ: 893-893
  • DOI: 10.3389/fmicb.2019.00893
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Formation of sporangiospores in <i>Dictyobacter aurantiacus</i> (class <i>Ktedonobacteria</i> in phylum <i>Chloroflexi</i>) (2019)
  • 著者名/発表者名: Yabe Shuhei、Wang Chiung-mei、Zheng Yu、Sakai Yasuteru、Abe Keietsu、Yokota Akira
  • 雑誌名: The Journal of General and Applied Microbiology 巻: 65 号: 6 ページ: 316-319
  • DOI: 10.2323/jgam.2019.01.001
  • NAID: 130007792579
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
• [雑誌論文] Formation of sporangiospores in Dictyobacter aurantiacus (class Ktedonobacteria in phylum Chloroflexi) (2019)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Yabe, Chiung-mei Wang, Yu Zheng, Yasuteru Sakai, Keietsu Abe, Akira Yokota
  • 雑誌名: The Journal of General and Applied Microbiology 巻: 65
• [雑誌論文] Tengunoibacter tsumagoiensis gen. nov., sp. nov., Dictyobacter kobayashii sp. nov., Dictyobacter alpinus sp. nov., and description of Dictyobacteraceae fam. nov. within the order Ktedonobacterales isolated from Tengu-no-mugimeshi, a soillike granular mass of micro-organisms, and emended descriptions of the genera Ktedonobacter and Dictyobacter (2019)
  • 著者名/発表者名: Chiung-mei Wang, Yu Zheng, Yasuteru Sakai, Atsushi Toyoda, Yohei Minakuchi, Keietsu Abe, Akira Yokota, Shuhei Yabe
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: 69 号: 7 ページ: 1910-1918
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.003396
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 「天狗の麦飯」から分離されたクテドノバクテリア（Dictyobacter alpinus Uno16）からの抗菌化合物の探索 (2021)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 彩菜、 白石 太郎、 葛山 智久、 新谷 尚弘、 工藤 雄大、 山下 まり、 阿部 敬悦、 横田 明、矢部 修平
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度大会
• [学会発表] 「クテドノバクテリア（綱）」クテドノバクテリアDictyobacter aurantiacus S27株の形態分化とゲノム及び二次代謝の特徴 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鄭 宇、王 瓊渼、齋藤 彩菜、酒井 康輝、阿部 敬悦、横田 明、矢部 修平
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度大会
• [学会発表] Novel natural products biosynthetic potential of the class Ktedonobacteria (2019)
  • 著者名/発表者名: Zheng, Y., Saito, A., Wang C. M., Toyoda, A., Minakuchi, Y., Sakai, Y., Abe, K., Yokota, A. and Yabe, S.
  • 学会等名: The 8th FEMS Conference
  • 国際学会
• [学会発表] クテドノバクテリアの魅力～複雑な形態分化とゲノムに潜在する多様な機能～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 矢部修平
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部７０周年シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] クロロフレクサス門に属する放線菌様細菌「クテドノバクテリア（綱）」のゲノムの特徴 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鄭 宇、王 瓊渼、酒井 康輝、阿部 敬悦、横田 明、矢部 修平
  • 学会等名: 日本微生物生態学会32回大会
• [学会発表] 蔵王山の土壌と「天狗の麦飯」から新しいクテドノバクテリアの分離および系統分類 (2018)
  • 著者名/発表者名: 王 瓊渼、鄭 宇、酒井 康輝、宮下 英明、阿部 敬悦、横田 明 、矢部 修平
  • 学会等名: 日本微生物生態学会32回大会
• [学会発表] 放線菌様の胞子嚢を形成するクテドノバクテリア綱に属する新しい系統「Dictyobacteraceae科」の特徴 (2018)
  • 著者名/発表者名: 矢部 修平、鄭 宇、王 瓊渼、酒井 康輝、阿部 敬悦、横田 明
  • 学会等名: 2018年度放線菌学会大会
• [学会発表] Identification of Secondary Metabolites Gene Clusters in the Class Ktedonobacteria with Actinomycetes-Like-Morphology (2018)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Yabe, Yu Zheng, Atsushi Toyoda, Yohei Minakuchi, Chang-Mei Wang, Yasuteru Sakai, Keietsu Abe, Akira Yokota
  • 学会等名: ASM microbe 2018
  • 国際学会