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in vitroとin naturaから理解するC1微生物葉上環境の生存戦略機構

研究課題

研究課題/領域番号 19H02870
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関京都大学

研究代表者

阪井 康能  京都大学, 農学研究科, 教授 (60202082)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワードC1微生物 / C1酵母 / C1細菌 / メタノール誘導 / 脱抑制 / ペルオキシソーム / ペキソファジー / KaiC / 環境適応 / 発現制御 / 植物共生微生物 / 応用微生物 / 微生物生理 / 環境応答
研究開始時の研究の概要

メタノールを単一の炭素・エネルギー源として生育できるC1微生物は、植物葉面における優先化・共生・植物への成長促進効果が認められており、我々はこれまでに、植物表層におけるメタノール濃度やその他の環境因子の日周変動に適応しながら、C1微生物が葉上での増殖することを見出した。本研究では、従来の in vitroモデル系実験に加え、in natura(植物上)もしくはin naturaを模した環境適応実験を行い、メタノールが増減する環境に適応するC1微生物の生存戦略機構を解明する。

研究成果の概要

本研究では、メタノールを単一の炭素・エネルギー源として生育するメタノール資化性微生物(C1酵母・C1細菌)の葉上環境における生存戦略機構を明らかにすることを目的とした。従来のin vitro実験のみならず、自然環境(in natura)もしくはin naturaを模した環境適応実験を行い、C1酵母ではメタノールにより調節される細胞内制御機構を、C1細菌では宿主植物への種特異的優占化機構と変動する環境要因への応答機構を解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

C1酵母では、メタノール誘導制御機構やペキソファジー制御機構の解析から、メタノール濃度が日周変動する葉面環境での生存戦略として、メタノール濃度に応答したペルオキシソーム合成と分解の制御機構を明らかにした。C1細菌では、蛍光顕微鏡やフローサイトメトリーを用いて優占化過程を追跡することに成功するとともに、培養温度シフトや光応答時における時計遺伝子ホモログKaiCの生理機能に関する遺伝学的および生化学的特性を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] オートファジーからひも解く植物葉面微生物の生存戦略 植物のライフサイクルに伴う棲息環境の変化へ適応するために2022

    • 著者名/発表者名
      白石晃將、阪井康能
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 60 ページ: 2-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Autophagy as a Survival Strategy for Eukaryotic Microbes Living in the Phyllosphere2022

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi Kosuke、Sakai Yasuyoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13 ページ: 867486-867486

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.867486

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of Peroxisome Homeostasis by Post-Translational Modification in the Methylotrophic Yeast Komagataella phaffii2022

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa Shin、Oku Masahide、Yurimoto Hiroya、Sakai Yasuyoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 10 ページ: 887806-887806

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.887806

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多様な炭素源を利用するメタノール資化性酵母の遺伝子発現系2021

    • 著者名/発表者名
      髙木 忍、由里本 博也、阪井 康能
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 99 号: 10 ページ: 516-520

    • DOI

      10.34565/seibutsukogaku.99.10_516

    • NAID

      130008107554

    • ISSN
      0919-3758, 2435-8630
    • 年月日
      2021-10-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physiology of Methylotrophs Living in the Phyllosphere2021

    • 著者名/発表者名
      Yurimoto Hiroya、Shiraishi Kosuke、Sakai Yasuyoshi
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9 号: 4 ページ: 809-809

    • DOI

      10.3390/microorganisms9040809

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Methylotrophic bacterium-based molecular sensor for the detection of low concentrations of methanol2021

    • 著者名/発表者名
      Casaroli Viviane Carnier、Orita Izumi、Katayama Shiori、Yurimoto Hiroya、Sakai Yasuyoshi、Fukui Toshiaki
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 132 号: 3 ページ: 247-252

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2021.05.002

    • NAID

      40022687974

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Methanol sensor Wsc1 and MAP kinase suppress degradation of methanol-induced peroxisomes in methylotrophic yeast2021

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa Shin、Inoue Koichi、Isoda Takahiro、Oku Masahide、Yurimoto Hiroya、Sakai Yasuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: - 号: 9

    • DOI

      10.1242/jcs.254714

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Methanol bioeconomy: promotion of rice crop yield in paddy fields with microbial cells prepared from natural gas‐derived C1 compound2020

    • 著者名/発表者名
      Yurimoto Hiroya、Iguchi Hiroyuki、Di Thien Do Thi、Tani Akio、Okumoto Yutaka、Ota Atsushi、Yamauchi Takahiro、Akashi Takahiro、Sakai Yasuyoshi
    • 雑誌名

      Microbial Biotechnology

      巻: - 号: 4 ページ: 1385-1396

    • DOI

      10.1111/1751-7915.13725

    • NAID

      120006940304

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] メタノール資化性葉面共生菌による”C1炭素固定”と農学への展開2020

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 雑誌名

      農業および園芸

      巻: 95 ページ: 27-32

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] ミクロオートファジー研究の課題2020

    • 著者名/発表者名
      奥 公秀、阪井康能
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 272 ページ: 856-860

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Methylotrophic Yeasts: Current Understanding of Their C1-Metabolism and its Regulation by Sensing Methanol for Survival on Plant Leaves2019

    • 著者名/発表者名
      Yurimoto Hiroya、Sakai Yasuyoshi
    • 雑誌名

      Current Issues in Molecular Biology

      巻: 33 ページ: 197-210

    • DOI

      10.21775/cimb.033.197

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering the expression system for Komagataella phaffii (Pichia pastoris): an attempt to develop a methanol-free expression system2019

    • 著者名/発表者名
      Takagi Shinobu、Tsutsumi Noriko、Terui Yuji、Kong XiangYu、Yurimoto Hiroya、Sakai Yasuyoshi
    • 雑誌名

      FEMS Yeast Research

      巻: 19 号: 6

    • DOI

      10.1093/femsyr/foz059

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ようやく明らかになりつつあるミクロオートファジーの多様な分子機構2019

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 91 ページ: 634-642

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 農芸化学会賞受賞講演「C1微生物の生存戦略における分子・細胞基盤の解明と機能開発」2022

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物と植物が駆動する新しい物質循環像とバイオ分野への展開:はじめに(1)炭素循環2022

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会 大会シンポジウム「微生物と植物が駆動する新しい物質循環像とバイオ分野への展開」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The role of KaiC family proteins in phyllosphere microorganisms2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuyoshi Sakai
    • 学会等名
      5th Asian Forum on Chronobiology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Role of Autophagy in Adaptation to the Phyllosphere Environment in the Methanol-Utilizing Yeast Candida boidinii2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Shiraishi, Masahide Oku, Hiroya Yurimoto, Yasuyoshi Sakai
    • 学会等名
      Phyllosphere Fortnight 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wsc1 and MAP kinase proteins suppress pexophagy in the methylotrophic yeast Komagataella phaffii2021

    • 著者名/発表者名
      Koichi Inoue, Shin Ohsawa, Hiroya Yurimoto, Yasuyoshi Sakai
    • 学会等名
      International Congress on Yeasts (ICY15)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メタン・メタノールの生物資源化とプロテイン生産2021

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 学会等名
      バイオインダストリー協会「C1バイオエコノミー勉強会 -新たな炭素循環像を基にしたC1炭素の循環的利用-」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 温室効果ガスの炭素循環を担うC1微生物はどのようにして葉面で生きていくのか?2021

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 学会等名
      大隅基礎科学創成財団第5期第1回創発セミナー「地球環境を支える植物と微生物の共生」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Methanol-induced gene expression: molecular mechanism and application2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai Yasuyoshi
    • 学会等名
      Pichia 2021
    • 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] C1酵母で拓くメタノールバイオエコノミー2021

    • 著者名/発表者名
      由里本博也、阪井康能
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会シンポジウム「酵母研究の産業利用への展開;いま「Non-conventional yeasts」が新しい」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] C1微生物の葉面での生存戦略機構2020

    • 著者名/発表者名
      由里本博也、阪井康能
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会シンポジウム「分子レベルで紐解く植物-微生物間相互作用」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酵母メタノール誘導性遺伝子発現の生理および分子機構と異種タンパク質生産2019

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 学会等名
      東北大学発酵微生物学((公財)野田産業科学研究所)寄附講座開設記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタノール資化性葉面共生菌による‘C1炭素固定’と農学への展開2019

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 学会等名
      2019年度日本農学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Peroxisomes: Biogenesis, Function, and Role in Human Disease2019

    • 著者名/発表者名
      Masahide Oku, Yasuyoshi Sakai.
    • 総ページ数
      279
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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