シロアリ共生細菌によるセルロース分解機構

• 研究課題/領域番号: 20380037
• 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: 応用昆虫学
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 徳田 岳 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (90322750)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2010年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2008年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
• キーワード: 昆虫利用 / 機能開発 / 応用動物 / 昆虫 / 酵素 / セルラーゼ / 共生細菌 / シロアリ / 後腸 / バクテリア / クロマトグラフィー

研究概要

セルロース分解に関する分野は、公害の少ない安価なバイオエタノールの生産に向けて非常に注目されている。シロアリは植物バイオマスを中腸および後腸セルロース消化系を利用して効率的に分解しており、本研究では後腸消化系の解析を試みた。その結果、後腸に共生するバクテリアから多様なリグノセルロース分解酵素遺伝子と糖質結合タンパク質の遺伝子を得ることができた。解析の結果から、中腸でセルロースを中心に分解し、後腸で主にヘミセルロースを分解するという二重分解系モデルが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Cellulolytic environment in the midgut of the wood-feeding higher termite Nasutitermes takasagoensis (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G., Watanabe, H., Hojo, M., Fujita, A., Makiya, H., Miyagi, M., Arakawa, G., Arioka, M
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology 巻: 58 号: 1 ページ: 147-154
  • DOI: 10.1016/j.jinsphys.2011.10.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome shrinkage and loss of nutrient-providing potential in the obligate symbiont of the primitive termite Mastotermes darwiniensis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sabree, Z.L.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 78 号: 1 ページ: 204-210
  • DOI: 10.1128/aem.06540-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellulose digestion by termites and their symbionts (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G.
  • 雑誌名: Proceedings of the 9th Pacific-Rim Termite Research Group Conference ページ: 10-15
• [雑誌論文] Heterologous expression and characterization of a glucose-stimulated β-glucosidase from the termite Neotermes koshunensis in Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: Uchima, C.A.
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 89 ページ: 1761-1771
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellulolytic systems in insects (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, H. & Tokuda, G
  • 雑誌名: Annual Review of Entomology 巻: 55 号: 1 ページ: 609-632
  • DOI: 10.1146/annurev-ento-112408-085319
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification and characterization of termite endogenous β-1,4-endoglucanases produced in Aspergillus orizae. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirayama, K., Watanabe, H., Tokuda, G., Kitamoto, K., Arioka, M.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 74 ページ: 1680-1686
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellulolytic systems in insects. (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, H., Tokuda, G.
  • 雑誌名: Annual Review of Entomology 55 ページ: 609-632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Details of the digestive system in the midgut of Coptotermes formosanus Shiraki (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujita, A.
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 56 ページ: 222-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification and characterization of termite endogenous β-1, 4-endoglucanases produced in Aspergillus orizae (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirayama, K.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 74 ページ: 1680-1686
  • 査読あり
• [雑誌論文] タカサゴシロアリのセルロース消化について (2010)
  • 著者名/発表者名: 徳田岳
  • 雑誌名: しろあり 巻: 154 ページ: 37-39
• [雑誌論文] Cellulolytic systems in insects (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, H.
  • 雑誌名: Annual Review of Entomology 55 ページ: 609-632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lignocellulose digestive system in termites and future perspective on its applications (2010)
  • 著者名/発表者名: 穂田岳
  • 雑誌名: 第12回建設・環境マネジメント講演会論文集 ページ: 41-79
• [雑誌論文] Digestiveβ-glucosidases from the wood-feeding higher termite (2009)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G., Miyagi, M., Makiya, H., Watanabe, H. & Arakawa, G
  • 雑誌名: Insect Biochemistry and Molecular Biology 巻: 39 号: 12 ページ: 931-937
  • DOI: 10.1016/j.ibmb.2009.11.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification and Molecular Cloning of Xylanases from the Wood-Feeding Termite, Coptotermes formosanus Shiraki (2009)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, G., Watanabe, H., Yamasaki, H., Maekawa, H. & Tokuda, G
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 73 号: 3 ページ: 710-718
  • DOI: 10.1271/bbb.80788
  • NAID: 10027539061
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Termites as functional gene resources (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T., Tokuda, G. & Shinzato, N
  • 雑誌名: Recent Patents on Biotechnology 巻: 3 ページ: 10-18
  • URL: http://www.benthamdirect.org/pages/content.php?BIOT/2009/00000003/00000001/0002BIOT.SGM
  • 査読あり
• [雑誌論文] Digestive β-glucosidases from the wood-feeding higher termite, Nasutitermes takasagoensis : intestinal distribution, molecular characterization, and alteration in sites of expression. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G., Miyagi, M., Makiya, H., Watanabe, H., Arakawa, G.
  • 雑誌名: Insect Biochemistry and Molecular Biology 39 ページ: 931-937
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification and molecular cloning of xylanases from the wood-feeding termite, Coptotermes formosanus Shiraki. (2009)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, G., Watanabe, H., Yamasaki, H., Maekawa, H., Tokuda, G.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 73 ページ: 710-718
  • NAID: 10027539061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Termites as functional gene resources. (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T., Tokuda, G., Shinzato, N.
  • 雑誌名: Recent Patents on Biotechnology 3 ページ: 10-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Digestive β-glucosidases from the wood-feeding higher termite, Nasutitermes takasagoensis : intestinal distribution, molecular characterization, and alteration in sites of (2009)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G.
  • 雑誌名: Insect Biochemistry and Molecular Biology 39 ページ: 931-937
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstruction and mimicking of the termite midgut as a micro-scale biomass conversion system (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, H.
  • 雑誌名: Biotechnology of Lignocellulose Degradation and Biomass Utilization ページ: 16-20
• [雑誌論文] An overview of the cellulolytic system in the wood-feeding termite, Nasutitermes takasagoensis(Shiraki) (2009)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G.
  • 雑誌名: Biotechnology of Lignocellulose Degradation and Biomass Utilization ページ: 310-313
• [雑誌論文] Termites as functional gene resources. (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T.
  • 雑誌名: Recent Patents on Biotechnology 3 ページ: 10-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification and molecular cloning of xylanases from the wood- feeding termite, Coptotermes formosanus Shiraki. (2009)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, G.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 73 ページ: 710-718
  • 査読あり
• [学会発表] Cellulose digestion by termites and their symbionts (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G
  • 学会等名: The 9th Pacific-Rim Termite Research Group Conference
  • 発表場所: Hanoi, Vietnam
  • 年月日: 2012-02-27
• [学会発表] Cellulose digestion by termites and their symbionts (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G.
  • 学会等名: The 9th Pacific-Rim Termite Research Group Conference
  • 発表場所: Melia Hotel, Hanoi, Vietnam(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-27
• [学会発表] Lignocellulolytic systems in higher termites (2011)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G
  • 学会等名: International Symposium on Digestive systems in Termites
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2011-10-06
• [学会発表] Lignocellulolytic systems in higher termites (2011)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G.
  • 学会等名: International Symposium on Digestive systems in Termites
  • 発表場所: 琉球大学50周年記念館
  • 年月日: 2011-10-06
• [学会発表] タカサゴシロアリ後腸メタゲノム解析による細菌由来リグノセルロース分解酵素の多様性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳田岳
  • 学会等名: (社)日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市神楽地区公共施設
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] タカサゴシロアリ後腸メタゲノム解析による細菌由来リグノセルロース分解酵素の多様性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳田岳・齋藤星耕
  • 学会等名: (社)日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市神楽地区公共施設(旭川市)
• [学会発表] タカサゴシロアリ中腸におけるセルロース消化環境 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳田岳
  • 学会等名: 第55回日本応用動物昆虫学会
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
• [学会発表] Lignocellulolytic systems in termites : how do endogenous and microbial enzymes participate in lignocelluloses breakdown (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G
  • 学会等名: Max Plank Institute Seminar Series in Molecular, Cellular, and Environmental Microbiology
  • 発表場所: Marburg, Germany
  • 年月日: 2010-08-16
• [学会発表] Lignocellulolytic systems in termites : how do endogenous and microbial enzymes participate in lignocelluloses breakdown? (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G.
  • 学会等名: Max Plank Institute Seminar Series in Molecular, Cellular, and Environmental Microbiology
  • 発表場所: Marburg, Germany
  • 年月日: 2010-08-16
• [学会発表] Lignocellulolytic systems in termites : how do endogenous and microbial enzymes participate in lignocelluloses breakdown? (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G.
  • 学会等名: Max Plank Institute Seminar Series in Molecular, Cellular, and Environmental Microbiology
  • 発表場所: マックスプランク研究所(ドイツ)
  • 年月日: 2010-08-16
• [学会発表] Heterologous production and characterization of β-glucosidases from termites (2010)
  • 著者名/発表者名: Uchima, C.A.
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都目黒区)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 大腸菌によるタカサゴシロアリβ-グルコシダーゼ発現系の構築とポリクローナル抗体の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 徳田岳
  • 学会等名: 第54回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] Genetic diversity of the Formosan subterranean termite, Coptotermes fromosanus Shiraki in relation to the distribution of staphylinid termitophiles (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada, A.
  • 学会等名: Seventh Conference of the Pacific Rim Termite Research Group
  • 発表場所: Quality Hotel Singapore(Singapore)
  • 年月日: 2010-03-01
• [学会発表] シロアリ類によるリグノセルロース消化機構と応用への展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 徳田岳
  • 学会等名: 第12回建設・環境マネジメント講演会
  • 発表場所: 山口大学(山口市)
  • 年月日: 2010-02-19
• [学会発表] シロアリ類によるリグノセルロース消化機構と応用への展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 徳田岳
  • 学会等名: 第12回建設・環境マネジメント講演会
  • 発表場所: 山口大学(山口県山口市)
  • 年月日: 2010-02-19
• [学会発表] Similarities in midgut cellulolytic environment between a higher termite and a lower termite. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G., 他4名
  • 学会等名: XVI International Congress of IUSSI
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark.
• [学会発表] Similarities in midgut cellulolytic environment between a higher termite and a lower termite (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G.
  • 学会等名: XVI International Congress of IUSSI
  • 発表場所: コペンハーゲン大学(デンマーク)
• [学会発表] 高等シロアリと下等シロアリ間における中腸セルロース消化システムの類似性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 徳田岳
  • 学会等名: (社)日本動物学会第81回大会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
• [学会発表] バイオマス転換の前処理装置モデルとしてのシロアリ1)シロアリの消化機構の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田愛, 他7名
  • 学会等名: 第23回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 花王(株)霞ヶ浦研修所(茨城県美浦村)
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] バイオマス転換の前処理装置モデルとしてのシロアリ 1)シロアリの消化機構の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田愛
  • 学会等名: 第23回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 花王(株)霞ヶ浦研修所(茨城県稲敷郡美浦村)
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] An overview of the cellulolytic system in the wood-feeding termite (2008)
  • 著者名/発表者名: Nasutitermes takasagoensis(Shiraki). Mie BioforumTokuda, G. & Watanabe, H
  • 学会等名: Nasutitermes takasagoensis(Shiraki). Mie Bioforum
  • 発表場所: Mie, Japan
• [学会発表] An overview of the cellulolytic system in the wood-feeding termite, Nasutitermes takasagoensis (Shiraki). (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G., 他1名
  • 学会等名: Mie Bioforum 2008
  • 発表場所: Mie, Japan.
• [学会発表] An overview of the cellulolytic system in the wood-feeding higher termite, Nasutitermes takasagoensis (Shiraki) (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, G.
  • 学会等名: Mie Bioforum 2008
  • 発表場所: 三重県志摩市
• [図書] Evolution and function of endogenous termite cellulases. (2011)
  • 著者名/発表者名: Lo, N., Tokuda, G., & Watanabe, H
  • 出版者: Springer
• [図書] Evolution and function of endogenous termite cellulases. In(Biology of Termites : a Modern Synthesis)(Bignell, D.E., Lo, N. & Roisin, Y., eds.) (2011)
  • 著者名/発表者名: Lo, N., Tokuda, G., Watanabe, H.
  • 出版者: Springer
• [図書] Biology of Termites : A Modern Synthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Lo, N.
  • 出版者: Springer
• [備考]
• [備考]
  • URL: http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~tokuda/
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~tokuda/
• [備考]
  • URL: http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~tokuda/
• [備考]
  • URL: http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~tokuda/
• [備考]
  • URL: http://www/cc.u-ryukyu.ac.jp/~comb/