環境浄化微生物の進化と退化の分子基盤研究

• 研究課題/領域番号: 22580382
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 別府大学
• 研究代表者: 古川 謙介 別府大学, 食物栄養科学部, 教授 (90221556)
• 研究分担者: 林 毅 別府大学, 食物栄養科学部, 准教授 (40399811) ; 藤原 秀彦 別府大学, 食物栄養科学部, 准教授 (10435167)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 生物環境 / 環境浄化微生物 / 分解遺伝子 / mer遺伝子 / 水銀耐性菌 / bph-salエレメント / 接合型トランスポゾン / 脱ハロゲン / クロロフォルム / Pseudoal teromonas / Pseudomonas putida / 脱ハロゲン細菌 / Desulfitobacterium / クロロエテン / PCB分解菌 / クロロエテン脱塩素菌 / pce遺伝子

研究概要

世界的に深刻な環境汚染物質であるポリ塩化ビフェニル(PCB)、有機水銀、および有機ハロゲン化合物菌の分解遺伝子群を対象として、その機能の進化と退化を分子生態学的側面から検討した。その結果、接合型トランスポゾンbph-salエレメント、有機水銀分解遺伝子群および脱ハロゲン遺伝子群が環境に応じて分解機能を拡大したり、逆に分解機能を喪失する現象が明らかとなった。これらの現象にはゲノムの再編成にかかわるさまざまな因子が関与していた。

研究成果

• [雑誌論文] 環境バイオ分解菌の新機能を探る (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 51(1) ページ: 998-1002
  • NAID: 10031146875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Respiratory chain analysis of Zymomonas mobilis mutants producing high levels of ethanol (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., Kato, T. and Furukawa, K
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 78(16) ページ: 5622-5629
  • 査読あり
• [雑誌論文] 呼吸低下株は好気エタノール発酵能と耐熱性を同時に獲得するZymomonas mobilis呼吸欠損株の新しい機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林毅、古川謙介
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 50(11) ページ: 780-782
  • 査読あり
• [雑誌論文] 環境微生物の新規機能の探索と開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 雑誌名: J. Environ. Biotechnol. 巻: 12(2) ページ: 97-112
• [雑誌論文] Respiratory chain analysis of Zymomonas mobilis mutants producing (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., Kato, T. and Furukawa, K
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 巻: 78 ページ: 5622-5629
  • 査読あり
• [雑誌論文] 環境微生物の新規な代謝機能の探索と開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 雑誌名: J. Environ. Biotechnol. 巻: 12 ページ: 97-112
  • NAID: 40019971960
  • 査読あり
• [雑誌論文] 呼吸能低下株は好気エタノール発酵能と耐熱性を獲得する Zymomonas (2012)
  • 著者名/発表者名: 林 毅、古川謙介
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 50 ページ: 780-782
  • 査読あり
• [雑誌論文] 環境バイオ 分解菌の新機能を探る (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 51 ページ: 46-51
  • NAID: 10031146875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudomonas物語 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 雑誌名: 日本生物工学会誌 巻: 89 ページ: 549-552
  • NAID: 110008750617
  • 査読あり
• [雑誌論文] Putative stress sensors WscA and WscB are involved in hypo-osmotic and acidic pH stress in Aspergillus nidulans. (2011)
  • 著者名/発表者名: Futagami, T., Nakao, S., Kido, Y., Oka, T., Kajiwara, Y., Takahashi, H., Omori, T., Furukawa, K. and Goto, M.
  • 雑誌名: Eukaryotic Cell 巻: 10 ページ: 1504-1515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a strain for efficient degradation of polychlorinated biphenyls by patchwork assembly of degradation pathways. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohmori, T., Morita, H., Tanaka, M., Miyauchi, K., Kasai, D., Furukawa, K., Miyashita, K., Ogawa, N, Masai, E. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Biosci. Biotechnol. 巻: 111(4) ページ: 437-442
  • NAID: 110008607499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Respiration deficient mutants of Zymomonas mobilis show improved growth and enhanced fermentation under aerobic and high temperature condition. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., Furuta, Y. and Furukawa, K.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 巻: 111(4) ページ: 414-419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression in Esherichia coli of biphenyl 2,3-dioxygenase genes from a gram-positive polychlorinated biphenyl degrader (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohmori, T., Morita, H., Tanaka, M., Tomoi, T., Miyauchi, K., Kasai, D., Furukawa, K., Masai, E. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Rhodococcus jostii RHA1. Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 75(1) ページ: 26-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression in Escherichia coli of niphenyl 2,3-dioxygenase genes from a gram-positive polychlorinated biphenyl degrader, Rhodococcus jostii RHA1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohmori, T., Morita, H., Tanaka, M., Tomoi, T., Miyauchi, K., Kasai, D., Furukawa, K., Masai, E., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 巻: 75 ページ: 26-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enrichment and characterization of a trichloroethene-dechlorinating consortium containing multiple Dehalococcoides strains (2011)
  • 著者名/発表者名: Futagami, T., Okamoto, F., Hashimoto, H., Furuzawa K., Higashi, K., Nazir, K.H.M.N.H., Wada, E., Suyama, A., Takegawa, K., Goto, M., Nakamura, K., Furukawa, K.
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 巻: 75 ページ: 1268-1274
  • NAID: 10029328958
  • 査読あり
• [雑誌論文] Putative stress sensors WscA and WscB are involved in hypo-osmotic and acidic pH stress in Aspergillus nidulans (2011)
  • 著者名/発表者名: Futagami, T., Nakao, S., Kido, Y., Oka, T., Kajiwara, Y., Takashita, H., Omori, T., Furukawa, K., Goto, M.
  • 雑誌名: Eukaryotic Cell 巻: 10 ページ: 1504-1515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudomonas物語 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 89 ページ: 549-552
  • NAID: 110008750617
• [雑誌論文] Respiration-deficient mutants of Zymomonas mobilis show improved growth and ethanol fermentation under aerobic and high temperature conditions. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., Furuta, Y., Furukawa, K.
  • 雑誌名: J.Biosci.Bioeng. 巻: Jan 12.(Epub ahead of print)
  • NAID: 110008607494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hybrid pseudomonads engineered by two step homologous recombination acquire novel degradation abilities toward aromatics and polychlorinated biphenyls. (2010)
  • 著者名/発表者名: Suenaga, H., Nonaka, H., Fujihara, H., Goto, M. and Furukawa, K.
  • 雑誌名: App. Microbiol.Biotechnol. 巻: 88 ページ: 915-923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hybrid pseudomonads engineered by two-step homologous recambination acquire novel degradation abilities toward aromatics and polychlorinated biphenyls. (2010)
  • 著者名/発表者名: Suenaga, H., Nonaka, K., Fujuhara, H., Goto, M., Furukawa, K.
  • 雑誌名: App.Microbiol.Biotechnol. 巻: 88 ページ: 915-923
  • 査読あり
• [学会発表] Evolutionary engineering of dioxygenases for degradation of environmental pollutants and for synthesis of novel compounds. (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Environmental & Renewal Energy (ISERE2012)
  • 発表場所: Pusan, Korea
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] Zymomonas mobilis高エタノール生産呼吸欠損株はNADH脱水素酵素欠損株である (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤剛士、林毅、古川謙介
  • 学会等名: 第19回日本生物工学会九州支部大分大会
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] 自然界から分離した有用醸造公募の特性について (2012)
  • 著者名/発表者名: 新谷大、藤原絵美、丸岡生行、古寺美保子、梶原康博、高下秀春、浅田貴美子、古川謙介
  • 学会等名: 第19回日本生物工学会九州支部大分大会
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] 環境微生物の新規な機能探索と開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-06-26
• [学会発表] 高エタノール生産Zymomonas mobilis変異株の呼吸鎖の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林毅、加藤剛士、古川謙介
  • 学会等名: 平成23年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 環境中より分離した酵母からのSaccharomyces cerevisiaeの効率的二次スクリーニング法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原秀彦、古川謙介, 他
  • 学会等名: 平成23年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 高エタノール生産Zymomonas mobilis変異株の呼吸鎖の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林毅、加藤剛士、古川謙介
  • 学会等名: 平成24年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] 環境中から分離した酵母からのSaccharomyces cerevisiaeの高効率二次スクリーニング法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原秀彦、古川謙介
  • 学会等名: 平成24年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] Ferredoxin及びFerredoxin reductaseをコードするbphA3及びbphA4の融合と融合酵素の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福光裕宣、古川謙介、福田雅夫
  • 学会等名: 平成24年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] Ferredoxin及びferredoxin reductaseをコードするbphA3及びbphA4の融合と融合酵素の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福光祐宣、古川謙介、福田雅夫, 他
  • 学会等名: 平成23年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] 変異型ビフェニルジオキシゲナーゼの酵素-基質ドッキング解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 児玉崇、廣瀬遵、古川謙介, 他
  • 学会等名: 平成23年度日本農芸化学会西日本支部・中四国支部合同大会
  • 発表場所: 宮崎大学(宮崎市)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 変異型ビフェニルジオキシゲナーゼの酵素-基質ドッキング解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 児玉崇、廣瀬遵、古川謙介
  • 学会等名: 平成23年日本生物工学会西日本支部・中四国支部合同大会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] 呼吸欠損ザイモモナス菌は好気エタノール発酵能と高温耐性能を獲得する (2010)
  • 著者名/発表者名: 林毅、古川謙介
  • 学会等名: 第62回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] キメラ型ビフェニルジオキシゲナーゼによる安息香酸エチルの変換 (2010)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬遵、上野雅人、古川謙介
  • 学会等名: 第62回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 呼吸欠損Zymomonas mobilis RDM変異株の呼吸鎖変異とエタノール生産の関係性に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤剛士、林毅、古川謙介
  • 学会等名: 平成24年度日本農芸化学会西日本支部および日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部合同大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] 酸素添加酵素(ジオキシゲナーゼ)の進化工学と分解菌の育種 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 学会等名: 酵素・補酵素研究会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 酸素添加酵素(ジオキシゲナーゼ)の進化工学と分解菌の育種 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 学会等名: 酵素・補酵素研究会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 環境微生物の新規な機能の探索と開発
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会大会
  • 発表場所: 京都市
  • 招待講演
• [学会発表] 呼吸欠損Zymomonas mobilis RDM変異株の呼吸鎖変異とエタノール生産の関係性に関する研究
  • 著者名/発表者名: 加藤剛士、林 毅、古川謙介
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会西日本支部・日本栄養・食糧学会九州支部合同大会
  • 発表場所: 鹿児島市
• [学会発表] 自然界から分離した有用醸造酵母の特性について
  • 著者名/発表者名: 新谷 大、高下秀春、古川謙介他
  • 学会等名: 日本生物工学会九州支部大会
  • 発表場所: 別府市
• [学会発表] Zymomonas mobilis高エタノール生産呼吸欠損株はNADH脱水素酵素欠損株である
  • 著者名/発表者名: 加藤剛士、林 毅、古川謙介
  • 学会等名: 日本生物工学会九州支部大会
  • 発表場所: 別府市
• [学会発表] Evolutionary engineering of dioxygenases for degradation and for synthesis of novel compounds
  • 著者名/発表者名: 古川謙介
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Environment l & Renewable Energy
  • 発表場所: Pusan, Korea
  • 招待講演
• [図書] Biodegradative Bacteria (2013)
  • 著者名/発表者名: Futagami, T., Goto, M. and Furukawa, K
  • 出版者: Springer
• [図書] Biodegradative Bacteria (2013)
  • 著者名/発表者名: Futagami, T., Goto, M. and Furukawa, K.
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: Springer
• [備考]
  • URL: http://www.beppu-u.ac.jp/course/nutrition/ferment/