鞭毛シグナルを介した微生物間相互作用の解明

• 研究課題/領域番号: 23370008
• 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: 生態・環境
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 渡辺 一哉 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (40393467)
• 研究分担者: 高妻 篤史 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (20634471)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: 微生物生態学 / 微生物ゲノム / 環境微生物 / 共生 / エネルギー代謝 / メタゲノム / 微生物生態系

研究概要

異種微生物間相互作用、及びそれを基に発現される創発的集団機能は、微生物生態系がその役割を果たす上での重要な因子であるが、それらに関する知見は非常に乏しい。本研究では、メタン発酵に関わる微生物共生系について、その中で重要な役割を果たすことが示された鞭毛を介した異種微生物間シグナル伝達やそれを基に発現される創発的集団機能に関する理解や、自然発生的に集積されたメタン発酵微生物群集における鞭毛の役割の解明を目指した。その結果、人工的に形成された共生培養系だけでなく、自然に形成される生物膜におけるメタン生成微生物群集においても鞭毛を介した相互作用の重要性を示唆する結果が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Physiological and transcriptomic analyses of a thermophilic (2014)
  • 著者名/発表者名: Kato S, Sasaki S, Watanabe K, Yumoto I, Kamagata Y
  • 雑誌名: aceticlastic methanogen Methanosaeta thermophila responding to ammonia stress Microbes Environ 巻: (In press)
• [雑誌論文] Microbial ecology pushes frontiers in biotechnology (2014)
  • 著者名/発表者名: Kouzuma A, Watanabe K
  • 雑誌名: Microbes Environ 巻: (In press)
  • NAID: 130003390903
• [雑誌論文] Microbial Ecology Pushes Frontiers in Biotechnology (2014)
  • 著者名/発表者名: Kouzuma A, Watanabe K
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 29 号: 1 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME2901rh
  • NAID: 130003390903
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
• [雑誌論文] Physiological and transcriptomic analyses of a thermophilic, aceticlastic methanogen Methanosaeta thermophila responding to ammonia stress (2014)
  • 著者名/発表者名: Kato S, Sasaki S, Watanabe K, Yumoto I, Kamagata Y
  • 雑誌名: Microbes Environ. 巻: 29
  • NAID: 40020104898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron-oxide minerals affect extracellular electron-transfer paths of Geobacter spp (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato S, Hashimoto K, Watanabe K
  • 雑誌名: Microbes Environ 巻: 28 ページ: 141-148
  • NAID: 10031138555
• [雑誌論文] Electricity generation from cattle-manure slurries by cassette-electrode microbial fuel cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Ito T, Kawano Y, Iguchi A, Miyahara M, Suzuki Y, Watanabe K
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: 116 ページ: 610-615
  • NAID: 110009685213
• [雑誌論文] Comparative metagenome analyses of anode-associated microbiomes developed in rice paddy-field microbial fuel cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Kouzuma A, Kasai T, Nakagawa G, Yamamuro A, Abe T, Watanabe K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8
• [雑誌論文] Iron-Oxide Minerals Affect Extracellular Electron-Transfer Paths of <i>Geobacter</i> spp. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato S, Hashimoto K, Watanabe K
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 28 号: 1 ページ: 141-148
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME12161
  • NAID: 10031138555
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electricity generation from cattle-manure slurries by cassette-electrode microbial fuel cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Ito T, Kawano Y, Iguchi A, Miyahara M, Suzuki Y, Watanabe K
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 巻: 116 号: 5 ページ: 610-615
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2013.05.011
  • NAID: 110009685213
  • 査読あり
• [雑誌論文] A method for evaluating the host range of bacteriophages using phages fluorescently labeled with 5-ethynyl-2' -deoxyuridine (EdU) (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S., H. Okano, Y. Tanji, A. Ohashi, K. Watanabe, K. Takai and H. Imachi
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 95 ページ: 777-788
• [雑誌論文] Anaerocella delicata gen. nov. , sp. nov. , a strictly anaerobic bacterium in the phylum Bacteroidetes isolated from a methanogenic reactor of cattle farms (2012)
  • 著者名/発表者名: Abe K, Ueki A, Ohtaki Y, Kaku N, Watanabe K, Ueki K
  • 雑誌名: J. Gen. Appl. Microbiol 巻: 58 ページ: 405-412
  • NAID: 130004802231
• [雑誌論文] Methanogenesis facilitated by electric syntrophy via (semi) conductive iron-oxide minerals (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato, S., K. Hashimoto and K. Watanabe
  • 雑誌名: Environ. Microbiol 巻: 14 ページ: 1646-1654
• [雑誌論文] Methanogenesis facilitated by electric syntrophy via (semi) conductive iron‐oxide minerals (2012)
  • 著者名/発表者名: Souichiro Kato
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: 14 号: 7 ページ: 1646-1654
  • DOI: 10.1111/j.1462-2920.2011.02611.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A method for evaluating the host range of bacteriophages using phages fluorescently labeled with 5-ethynyl-2′-deoxyuridine (EdU) (2012)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Ohno
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 95 号: 3 ページ: 777-788
  • DOI: 10.1007/s00253-012-4174-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] <i>Anaerocella delicata</i> gen. nov., sp. nov., a strictly anaerobic bacterium in the phylum <i>Bacteroidetes</i> isolated from a methanogenic reactor of cattle farms (2012)
  • 著者名/発表者名: Kunihiro Abe
  • 雑誌名: The Journal of General and Applied Microbiology 巻: 58 号: 6 ページ: 405-412
  • DOI: 10.2323/jgam.58.405
  • NAID: 130004802231
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacteroides paurosaccharolyticus sp. nov. , isolated from a methanogenic reactor treating waste from cattle farms (2011)
  • 著者名/発表者名: Ueki A, K. Abe, Y. Ohtaki, N. Kaku, K. Watanabe, and K. Ueki
  • 雑誌名: Int. J. Syst. Evol. Microbiol 巻: 61 ページ: 488-453
  • NAID: 120005660438
• [雑誌論文] Bacteroides paurosaccharolyticus sp. nov., isolated from a methanogenic reactor treating waste from cattle farms (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Ueki
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: 61 号: 2 ページ: 488-453
  • DOI: 10.1099/ijs.0.022566-0
  • 査読あり
• [学会発表] Electrochemical selection and characterization of Shewanella oneidensis mutants with enhanced capability for electricity generation (2013)
  • 著者名/発表者名: 高妻篤史, 大場瞳, 渡邉一哉
  • 学会等名: FEMS2013
  • 発表場所: ドイツ, ライプツィヒ
  • 年月日: 2013-07-23
• [学会発表] Differential transcriptional regulation of outer-membrane cytochromes in Shewanella oneidensis MR-1 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笠井拓也, 高妻篤史, 渡邉一哉
  • 学会等名: FEMS2013
  • 発表場所: ドイツ, ライプツィヒ
  • 年月日: 2013-07-23
• [学会発表] Electric current and metabolite production from glucose in engineered Shewanella oneidensis MR-1 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川元, 高妻篤史, 渡邉一哉
  • 学会等名: FEMS2013
  • 発表場所: ドイツ, ライプツィヒ
  • 年月日: 2013-07-23
• [学会発表] 共生の極み (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉一哉
  • 学会等名: 極限生物学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Electric syntrophy (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉一哉
  • 学会等名: Bioelectrochemical systems Minisymposim
  • 発表場所: 韓国, 光州
  • 年月日: 2012-05-24
• [学会発表] 共生の極み (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉一哉
  • 学会等名: 日本極限生物学会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] Electric syntrophy (2012)
  • 著者名/発表者名: Ｋａｚｕｙａ Ｗａｔａｎａｂｅ
  • 学会等名: Bioelectrochemical systems Minisymposim
  • 発表場所: Gwangju
  • 招待講演
• [学会発表] Differential transcriptional regulation of outer-membrane cytochromes in Shewanella oneidensis MR-1
  • 著者名/発表者名: 笠井拓也，高妻篤史，渡邉一哉
  • 学会等名: FEMS2013
  • 発表場所: ライプツィヒ
• [学会発表] Electric current and metabolite production from glucose in engineered Shewanella oneidensis MR-1
  • 著者名/発表者名: 中川元，高妻篤史，渡邉一哉
  • 学会等名: FEMS2013
  • 発表場所: ライプツィヒ
• [学会発表] Electrochemical selection and characterization of Shewanella oneidensis mutants with enhanced capability for electricity generation
  • 著者名/発表者名: 高妻篤史，大場瞳，渡邉一哉
  • 学会等名: FEMS2013
  • 発表場所: ライプツィヒ
• [図書] Syntrophic interactions in biodegradative consortia in Biodegradative Bacteria. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kouzuma A, Watanabe K
  • 出版者: Springer Verlag
• [図書] 微生物燃料電池による廃水処理システム最前線
  • 著者名/発表者名: 渡邉一哉
  • 出版者: NTS出版