| 研究課題/領域番号 |
20K06139
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40010:森林科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
高須賀 太一 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70748409)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 昆虫共生放線菌 / 植物バイオマス分解 / 転写制御ネットワーク / ゲノム編集 / 植物バイオマス分解性放線菌 / 転写制御因子 / バイオマス分解性放線菌 / マンナン分解酵素 / セルロース分解酵素 / マンノオリゴ糖応答性転写因子 / マンナン応答性転写調節因子 / プロテオミクス解析 / 木質分解性細菌 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、植物バイオマス分解性放線菌の植物バイオマス分解能力を制御する転写制御メカニズムを解明する。本研究で明らかにする予定のセルロース応答性、およびヘミセルロース応答性の転写制御因子については、対象放線菌ゲノムをターゲットにゲノム編集を行い、恒常的にセルロース分解酵素やヘミセルロース分解酵素を分泌する新規植物バイオマス分解細菌の作出し、生化学的手法およびプロテオミクス解析法により、評価する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、植物バイオマス分解性放線菌であるStreptomyces sp. SirexAA-E株において植物バイオマス分解能力の向上を見据え、糖質分解酵素分泌をコードする遺伝子の発現調節メカニズムの探索と、本菌が分泌するセルラーゼ等の遺伝子抑制遺伝子のゲノム編集技術による欠損株作成を行った。新規転写調節メカニズムの解明については、本菌が植物細胞壁主成分であるセルロースに加え、針葉樹に多く含まれるマンナン糖質に対しても応答する事を明らかにし、マンナン応答性転写制御因子の解明に至った。放線菌のゲノム編集についても技術を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で明らかにした植物バイオマス分解性放線菌における植物細胞壁成分応答性転写制御メカニズムは、これまで報告されていない植物細胞壁マンナン糖質に応答する新たな転写調節因子を解明し、さらに確立した本菌におけるゲノム編集技術は、転写制御メカニズムを理解した上で、新規放線菌株作出を可能にした。これらの知見と技術は、当該分野における学術的意義にとどまらず、未来の植物バイオマス資源を利用した持続可能エネルギー生産技術の基盤となりえるため、社会的意義も大きい。
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