| 研究課題/領域番号 |
19H02877
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38020:応用微生物学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
上田 賢志 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (00277401)
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| 研究分担者 |
高野 英晃 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (50385994)
西山 辰也 日本大学, 生物資源科学部, 助教 (10759541)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
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| キーワード | CO2 / バクテリア / 遺伝子発現 / 群集構造 / セカンドメッセンジャー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
CO2は生物代謝活性の有効な指標である。これまでに、数%のCO2の添加によってはじめて増殖を開始する菌が広く潜在していること、増殖以外にも特定の機能を誘発させる菌が存在することが判明している。そこで、CO2が環境中に最も普遍的なクオルモンとして機能し、様々な微生物の応答を介して生態系を構築する鍵となっていることを分子生物学的に証明する。特に、重炭酸依存性のアデニル酸シクラーゼがバクテリアに広く分布していることに焦点をあて、cAMPをはじめとするセカンドメッセンジャーの合成量、関連する遺伝子の発現変動、および群集構造に対する影響を調査し、CO2の感知が引き起こす現象の多様性と共通性を理解する。
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| 研究成果の概要 |
微生物同士の相互作用に介在する因子として、CO2に着目した研究を行った。RNAseqによる転写解析を行った複数の細菌について、高濃度CO2の導入により大幅な遺伝子発現の変動が認められること、一方、菌株間で変動する遺伝子には共通性が認められないことを認めた。
Symbiobacteriumに近縁のC. microaerophilusについて、それが微好気性を示すこと、CO2の添加が増殖に必須であること、ゲノムにカルボニックアンヒドラーゼ遺伝子を保有しないことを明らかとした。
約500株の自然界分離株について、その性状に対するCO2の影響の有無を検定し、約30株について明確な差を検出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
微生物が築く共生体系に重要な意義があることは、昨今一般にも広く認識され始めている。特に、ヒトの免疫系に対して腸内細菌叢が果たす役割に注目が集まっている。一方、菌群集の中で菌どうしがどのような影響を及ぼし合っているかについての知見は乏しい状態にある。本研究では、CO2が微生物の共生関係に果たす役割に焦点をあてた検証を行った。CO2は普遍的かつガス性の分子であることから、その重要性が認識されてこなかったが、様々な生物群集構造において複雑な役割を有することが明確になりつつあり、新たな微生物学の基礎を築くと予想される。また、種々の環境の構造を理解しその保全や制御に繋げる点で社会的意義も大きい。
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