枯草菌緊縮制御ネットワークの全貌の解明とその応用

• 研究課題/領域番号: 23380053
• 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: 応用微生物学
• 研究機関: 福山大学
• 研究代表者: 藤田 泰太郎 福山大学, 生命工学部, 教授 (40115506)
• 研究分担者: 広岡 和丈 福山大学, 生命工学部, 准教授 (20389068)
• 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: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円); 2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2011年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
• キーワード: 緊縮応答 / 枯草菌 / 発現制御 / 応用微生物 / ゲノム / 胞子形成 / 緊縮転写制御 / プリン合成

研究概要

枯草菌の緊縮応答によりGTP濃度の低下とATP濃度の増加が引き起こされる。その結果、緊縮遺伝子の転写開始部位にGがあれば負の転写制御が、Aがあれば正の転写制御が起こる。正の転写制御を受ける遺伝子のなかに胞子形成を開始させるkinAとkinBが含まれ、ATP濃度の増加を感知した正の緊縮制御の作動が胞子形成開始の前提条件となっていることを明らかにした。
応用面では負の緊縮制御を受けるptsオペロンの転写開始部位のGをAに変換することにより、緊縮制御時のグルコース代謝を高め正の制御を受ける分岐鎖アミノ酸合成オペロン(ilv-leu)によるイソロイシン産生の効率を5倍以上に高めることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Structural characterization of a ligand-bound form of Bacillus subtilis FadR involved in the regulation of fatty acid degradation (2014)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Fujihashi, Taiga Nakatani, Kazutake Hirooka, Hiroshi Matsuoka, Yasutaro Fujita, Kunio Miki
  • 雑誌名: Proteins 巻: (in press) 号: 7 ページ: 1301-1310
  • DOI: 10.1002/prot.24496
• [雑誌論文] Expression of kinA and kinB of Bacillus] subtilis, necessary for sporulation initiation, is under positive stringent transcription control. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tojo,S.,Hirooka,K.,and Fujita,Y.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 195 号: 8 ページ: 1656-1665
  • DOI: 10.1128/jb.02131-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct and indirect regulation of the ycnKJI operon involved in copper uptake through two transcriptional repressors, YcnK and CsoR, in Bacillus subtilis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirooka,K.,Edahiro,T.,Kimura,K.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 194 号: 20 ページ: 5675-5687
  • DOI: 10.1128/jb.00919-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] 枯草菌Bacillus subtilis の胞子形成トリガーへの正の緊縮転写制御の関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東條繁郎, 広岡和丈, 藤田泰太郎
  • 雑誌名: 福山大学生命工学部研究年報 巻: 11 ページ: 1-20
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/110009465203
• [雑誌論文] 枯草菌Bacillus subtilisの胞子形成トリガーへの正の緊縮転写制御の 関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東條繁郎、藤田泰太郎
  • 雑誌名: 福山大学生命工学部研究年報 巻: (11) ページ: 1-20
• [雑誌論文] Identification of Aromatic Residues Critical to the DNA Binding and Ligand Response of the Bacillus subtilis QdoR (YxaF) Repressor Antagonized by Flavonoids (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirooka, K., and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 75 号: 7 ページ: 1325-1334
  • DOI: 10.1271/bbb.110098
  • NAID: 10029329273
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catabolite repression of the Bacillus subtilis FadR regulon, which is involved in fatty acid catabolism. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tojo, S., Satomura, T., Matsuoka, H., Hirooka, K., and Fujita Y.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 193 号: 10 ページ: 2388-2395
  • DOI: 10.1128/jb.00016-11
  • 査読あり
• [学会発表] 枯草菌でのラムノース資化に関わるyuxG-yulBCDE オペロンにコードされる各タンパク質の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 広岡和丈, 藤田泰太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス, 東京都
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 枯草菌でのラムノ ース資化に関わるyuxG-yulBCDEオペロンにコードされる各タンパク質の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 広岡和丈、藤田泰太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス、東京都
• [学会発表] 枯草菌の炭素代謝と胞子形成開始の緊縮転写制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤田泰太郎, 東條繁郎, 広岡和丈
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド, 神戸市
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] 枯草菌におけるラムノース異化に関わるyuxG-yulBCDE オペロンのYulB とCcpA による制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広岡和丈, 藤田泰太郎
  • 学会等名: 2013年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 筑波山ホテル江戸屋, つくば市
  • 年月日: 2013-09-07
• [学会発表] Stringent transcription control of carbon metabolism and sporulation initiation in Bacillus subtilis (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasutaro Fujita, Shigeo Tojo, Kazutake Hirooka
  • 学会等名: 7th International Conference on Gram-Positive Microorganisms
  • 発表場所: Palazzo dei Congressi, Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 2013-06-25
  • 招待講演
• [学会発表] 枯草菌におけるラムノース異化に関わる遺伝子群の発現制御機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広岡和丈, 枝廣貴成, 木村晃輔, 藤田泰太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 東北大学, 仙台市
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 枯草菌 の炭素代謝と胞子形成開始の緊縮転写制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤田泰太郎、東條繁郎、広岡和丈
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸市
• [学会発表] 枯草菌におけるラ ムノース異化に関わるyuxG-yulBCDEオペロンのYulBとCcpAによる制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広岡和丈、藤田泰太郎
  • 学会等名: 2013年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 筑波山ホテル江戸屋、つくば市
• [学会発表] 枯草菌におけるラムノース異化に関わる遺伝子群の発現制御機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広岡 和丈、藤田 泰太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
• [学会発表] 枯草菌Bacillus subtilis の胞子形成トリガーへの正の緊縮転写制御の関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東條繁郎, 広岡和丈, 藤田泰太郎
  • 学会等名: 2012年度グラム陽性菌機能会議
  • 発表場所: 焼津グランドホテル, 焼津市
  • 年月日: 2012-08-31
• [学会発表] 枯草菌の緊縮制御による胞子形成誘導機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東條繁郎, 広岡和丈, 藤田泰太郎
  • 学会等名: 2012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] 枯草菌の緊縮制御による胞子形成誘導機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東條繁郎、広岡和丈、藤田泰太郎
  • 学会等名: 2012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] 枯草菌緊縮制御の転写開始点の塩基種に依存した胞子形成誘導機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東條繁郎, 広岡和丈, 藤田泰太郎
  • 学会等名: 第6回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス, 東京都
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] 枯草菌緊縮制御の転写開始点の塩基種に依存した胞子形成誘導機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東條繁郎、広岡和丈、藤田泰太郎
  • 学会等名: 第6回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] 枯草菌Bacillus subtilisの胞子形成トリガーへの正の緊縮転写制御の関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤田 泰太郎
  • 学会等名: 2012年度グラム陽性菌機能会議
  • 発表場所: 焼津グランドホテル（焼津市）
• [学会発表] Construction of the metabolic networks and white biotechnology in the post-genome sequence era of Bacillus subtilis (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasutaro Fujita
  • 学会等名: Sapporo Convention Center
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2011-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] Heavy involvement of stringent transcription control dependeing on the adenine, or guanine species of the transcription initiation site in glucose and pyruvate metabolism in Bacillus subtilis (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Tojo, Kazutake Hirooka, Yasutaro Fujita
  • 学会等名: Sapporo Convention Center
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2011-09-10
• [学会発表] Construction of the metabolic networks and white biotechnology in the post-genome sequence era of Bacillus subtilis (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasutaro Fujita
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress (IUMS2011)
  • 発表場所: Sappro Convention Center(札幌市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-10
• [学会発表] Heavy involvement of stringent transcription control dependeing on the adenine, or guanine species of the transcription initiation site in glucose and pyruvate metabolism in Bacillus subtilis (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Tojo, Kazutake Hirooka, Yasutaro Fujita
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress (IUMS2011)
  • 発表場所: Sapporo Business Inovation Center(札幌市)
  • 年月日: 2011-09-10
• [学会発表] 枯草菌代謝ネットワークのカタボライト制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田泰太郎
  • 学会等名: 2011年度グラム陽性菌機能会議
  • 発表場所: 福山大学社会連携研究推進センター,福山市
  • 年月日: 2011-08-26
  • 招待講演
• [学会発表] 枯草菌代謝ネットワークのカタボライト制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田泰太郎
  • 学会等名: 平成23年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 福山大学社会連携研究推進センター(福山市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 枯草菌の緊縮応答と胞子形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 東條繁郎, 広岡和丈, 藤田泰太郎
  • 学会等名: 2011年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 福山大学社会連携研究推進センター, 福山市
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] 枯草菌の緊縮応答と胞子形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 東條繁郎、広岡和丈、藤田泰太郎
  • 学会等名: 平成23年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 福山大学社会連携研究推進センター(福山市)
  • 年月日: 2011-08-25
• [図書] Creation of novel technologies for extracellular protein production toward the development of Bacillus subtilis genome factories pp. 3-15 in Microbial Production; From Genome Design to Cell Engineering (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Ara, Kenji Manabe, Shenghao Liu, Yasushi Kageyama, Tadahiro Ozawa, Masatoshi Tohata, Keiji Endo, Kazuhisa Sawada, Nozomu Shibata, Akihito Kawahara, Kazuhiro Saito, Hiroshi Kodama, Yoshiharu Kimura, Katsuya Ozaki, Yoshinori Takema, Hiroshi Kakeshita, Kouji Nakamura, Kunio Yamane, Takeko Kodama, Junichi Sekiguchi, Takuya Morimoto, Ryosuke Kadoya, Shigehiko Kanaya, Yasutaro Fujita, Fujio Kawamura, Naotake Ogasawara
  • 総ページ数: 306
  • 出版者: Springer Japan, Tokyo
• [図書] Microbial Production; From Genome Design to Cell Engineering (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Ara, K. Manabe, S. Liu, Y. Kageyama, T. Ozawa, M. Tohata, K. Endo, K. Sawada, N. Shibata, A. Kawahara, K. Saito, H. Kodama, Y. Kimura, K. Ozaki, Y. Takema, H. Kakeshita, K. Nakamura, K. Yamane, T. Kodama, J. Sekiguchi, T. Morimoto, R. Kadoya, S. Kanaya, Y. Fujita, F. Kawamura, N. Ogasawara
  • 総ページ数: 129
  • 出版者: Springer Japan, Tokyo
• [図書] Stringent transcription control of Escherichia coli and Bacillus subtilis (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasutaro Fujita, Shigeo Tojo, Kazutake Hirooka
  • 出版者: Research Signpost, Kerala, India
• [図書] Escherichia coli and Bacillus subtilis; the Frontiers of Molecular Microbiology Revisited (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasutaro Fujita
  • 総ページ数: 362
  • 出版者: Research Signpost
• [備考] 藤田泰太郎-研究者-researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/read0035996/
• [備考] 藤田 泰太郎ー研究者ーresearchmap
  • URL: http://researchmap.jp/read0035996/