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ランタノイド依存メタノール代謝系制御機構の分子間相互作用解析

研究課題

研究課題/領域番号 21H02105
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
研究機関岡山大学

研究代表者

谷 明生  岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00335621)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
キーワードMethanol / Methylobacterium / Lanthanide / lanthanide / Methylotroph / Methanol dehydrogenase / ランタノイド / メタノール代謝 / methylotroph / Methylotrophy / Interactome
研究開始時の研究の概要

Methylobacterium属細菌はメタノールの資化にカルシウム依存MxaFとランタノイド依存のXoxFの二種類のメタノール脱水素酵素(MDH)を持つ。これらはランタノイドの有無により制御されている。この制御機構は複雑であり、遺伝的解析により必要な因子は分かりつつあるが、制御機構におけるそれらの位置関係は分かっていない。本研究ではこれら因子間の相互作用の有無を解析することによりランタノイドに応答する制御分子機構を解明する。

研究成果の概要

Methylobacterium属細菌はメタノール資化性で植物葉上の共生細菌である。本属細菌はカルシウム依存のMxaF, ランタノイド(Ln)依存のXoxFという二種類のメタノール脱水素酵素(MDH)を持つ。これらはLnの存在に依存して発現が切りかわる(Lnスイッチ)。本研究は、Lnスイッチの分子機構、Lnの取り込みに関わるシデロフォア及びLanmodulinの遺伝学的・生化学的解析、Lnに応答する細胞機能としてメタノール走化性についての遺伝学的機能解析と、本属細菌全ての種について比較ゲノム解析を行って、メタノール代謝経路を中心に遺伝子レパートリーとフェノタイプのリンクを探った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Lnは生物学的には重要でないと考えられてきたが、メタノール資化性のグラム陰性細菌はほぼ全てLn依存のMDHを持っていることが分かってきた。Methylobacteriumは植物葉上の細菌であるためLn依存酵素だけでなくCa依存酵素を持っていると考えられる。これまで必須と考えられてきたCa依存MxaFは、ラボ環境のような特別な条件でしか必要ではなく、自然界ではLn依存XoxFが主に使われている。本属細菌ではそれが切りかわる現象があり、その分子メカニズムに迫ることを通じて、本研究では生物における新しい金属の機能と役割を明らかにしつつある。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Inst Res Genet Eng Mol Biol(アルゼンチン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Mugla university(トルコ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Metabolism-linked methylotaxis sensors responsible for plant colonization in Methylobacterium aquaticum strain 22A2023

    • 著者名/発表者名
      Tani Akio、Masuda Sachiko、Fujitani Yoshiko、Iga Toshiki、Haruna Yuuki、Kikuchi Shiho、Shuaile Wang、Lv Haoxin、Katayama Shiori、Yurimoto Hiroya、Sakai Yasuyoshi、Kato Junichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 14 ページ: 1258452-1258452

    • DOI

      10.3389/fmicb.2023.1258452

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Periplasmic Lanthanide Mediator, Lanmodulin, in Methylobacterium aquaticum Strain 22A2022

    • 著者名/発表者名
      Fujitani Yoshiko、Shibata Takeshi、Tani Akio
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 13 ページ: 921636-921636

    • DOI

      10.3389/fmicb.2022.921636

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Siderophore for Lanthanide and Iron Uptake for Methylotrophy and Plant Growth Promotion in Methylobacterium aquaticum Strain 22A2022

    • 著者名/発表者名
      Juma Patrick Otieno、Fujitani Yoshiko、Alessa Ola、Oyama Tokitaka、Yurimoto Hiroya、Sakai Yasuyoshi、Tani Akio
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 13 ページ: 921635-921635

    • DOI

      10.3389/fmicb.2022.921635

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive Comparative Genomics and Phenotyping of Methylobacterium Species2021

    • 著者名/発表者名
      Ola Alessa, Yoshitoshi Ogura, Yoshiko Fujitani, Hideto Takami, Tetsuya Hayashi, Nurettin Sahin, Akio Tani
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 12 ページ: 740610-740610

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.740610

    • NAID

      120007170513

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovery of lanthanide-dependent methylotrophy and screening methods for lanthanide-dependent methylotrophs2021

    • 著者名/発表者名
      Tani Akio、Mitsui Ryoji、Nakagawa Tomoyuki
    • 雑誌名

      Methods in Enzymology

      巻: 650 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2021.01.031

    • ISBN
      9780128238561
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 葉面細菌Methylobacteriumのバクテリオクロロフィル生産と遺伝子発現2024

    • 著者名/発表者名
      井口 博之、宮部 業、吉田 朱里、谷 明生
    • 学会等名
      日本農芸化学会2024年度東京大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Methylobacterium aquaticum 22AにおけるLanmodulinの機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      藤谷良子、柴田猛、谷 明生
    • 学会等名
      農芸化学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Signal crosstalk between Methylobacterium sp. 2A and Arabidopsis thaliana2023

    • 著者名/発表者名
      Cecilia E.M. Grossi, AkioTani, Rita M. Ulloa
    • 学会等名
      PMRN 2013
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metabolism-linked methanol chemotaxis in Methylobacterium aquaticum strain 22A.2022

    • 著者名/発表者名
      Tani A., Iga T., Haruna Y., Kikuchi S., Masuda S., Fujitani Y., Kato J.
    • 学会等名
      International society of microbial ecology 18
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ランタノイド依存型C1細菌の植物共生と生育促進技術への応用2022

    • 著者名/発表者名
      久田健司、野村颯人、根本侑知、水野洸介、三井亮司、谷明生、井口博之、清水将文、島田昌也、中川智行
    • 学会等名
      2022 日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物共生メチロトローフ細菌 Methylorubrum extorquens AM1 のメタノールデヒドロゲナーゼアイソザイムの発現制御に関わる二成分制御系の解析2022

    • 著者名/発表者名
      高橋莉史,矢野嵩典,谷明生,中川智行,三井亮司
    • 学会等名
      日本生物工学会西日本支部大会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Methylobacterium sp. OR01株におけるメタノール走化性に関わるMCPタンパク質の同定2022

    • 著者名/発表者名
      加地奏絵、川端和弥、片山志織、谷明生、由里本博也、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
  • [学会発表] 植物共生メチロトローフ細菌Methylorubrum extorquens AM1のランタノイドに応答したメタノールデヒドロゲナーゼXoxF1の発現調節機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 莉史、矢野 嵩典、中川 智行、谷 明生、三井 亮司
    • 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
  • [学会発表] グラム陽性メチロトローフ細菌Arthrobacter sp. YM1のランタノイド依存的メタノール生育に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      森田 翔太、八木 茜、矢野 嵩典、谷 明生、中川 智行、阿野 嘉孝、三井 亮司
    • 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
  • [学会発表] Methylobacterium aquaticum 22A株におけるメタノール走化性の分子機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      菊池 志保、藤谷 良子、加藤 純一、谷 明生
    • 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
  • [学会発表] Functional analysis of siderophore in Methylobacterium aquaticum 22A.2021

    • 著者名/発表者名
      Patrick Juma, Ola Alessa, Yoshiko Fujitani, Tokitaka Oyama, Hiroya Yurimoto, Yasuyoshi Sakai, Akio Tani
    • 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] Comparative genomics and phenotyping approach on Methylobacterium species.2021

    • 著者名/発表者名
      Alessa O., Ogura Y., Fujitani Y., Hayashi T., Sahin N., Tani A.
    • 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] 植物表層共生細菌の生態と応用2021

    • 著者名/発表者名
      谷 明生
    • 学会等名
      第2回生物刺激制御研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparative genomic analysis of the pink pigmented facultative methylotrophs (PPFMs)2021

    • 著者名/発表者名
      Ola Alessa, Yoshitoshi Ogura, Yoshiko Fujitani, Hideto Takami, Tetsuya Hayashi, Akio Tani
    • 学会等名
      Galaxy online meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラム陽性メチロトローフ細菌Arthrobacter sp. YM1の新規ランタノイド依存型メタノールデヒドロゲナーゼの精製と諸性質2021

    • 著者名/発表者名
      森田翔太, 任家宜, 谷明生, 中川智行, 阿野嘉孝, 矢野嵩典, 三井亮司
    • 学会等名
      日本農芸化学会西日本・中四国・関西支部合同大会(第60回講演会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Genomic insights into the PPFMs phylogeny and unique features2021

    • 著者名/発表者名
      Ola Alessa, Yoshitoshi Ogura, Yoshiko Fujitani, Hideto Takami, Tetsuya Hayashi, Nurettin Sahin, Akio Tani
    • 学会等名
      日本農芸化学会西日本・中四国・関西支部合同大会(第60回講演会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メチロバクテリウム属細菌におけるメタノール走化性の分子メカニズムの解明2021

    • 著者名/発表者名
      菊池志保, 藤谷良子,加藤純一, 谷明生
    • 学会等名
      日本農芸化学会西日本・中四国・関西支部合同大会(第60回講演会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 低栄養下におけるMethylorubrum属細菌のランタノイドによる生育促進応答に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      根本侑知,水野洸介,原田雄斗,岩本悟志,谷明生,三井亮司,島田昌也,早川享志,中川智行
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メチロバクテリウムがシロイヌナズナの形質に及ぼす影響とその共生作用2021

    • 著者名/発表者名
      井内敦子,飯野隆夫,朝比奈雅志,谷明生,成川(奈良)恵,市橋泰範,大熊盛也,安部洋,小林正智
    • 学会等名
      植物化学調節学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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