窒素固定型シアノバクテリアを利用したバイオマス生産の基盤研究

• 研究課題/領域番号: 23603005
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: バイオマスエネルギー
• 研究機関: 首都大学東京 (2013); 中央大学 (2011-2012)
• 研究代表者: 得平 茂樹 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (90548132)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: シアノバクテリア / バイオマス / 糖代謝 / 遺伝子発現制御 / バイオテクノロジー / ゲノム / 生体機能利用 / 応用微生物

研究概要

本研究では、増殖に窒素肥料を必要としない窒素固定型シアノバクテリアを利用して、大気中の二酸化炭素からバイオ燃料や化成品の原料などの有用物質を生産するための基盤技術の開発を行った。二酸化炭素から有用物質を効率よく生産させるためには、シアノバクテリア細胞内での物質の流れ(代謝)を自在にコントロールする必要がある。本研究では、代謝系の遺伝子の発現を制御する因子を同定し、その改変により代謝系をコントロールすることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] NrrA directly regulates expression of the fraF gene and antisense RNAs for fraE in the heterocyst-forming cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S., Ohmori, M.
  • 雑誌名: Microbiology 巻: 160 ページ: 844-850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attachment of phycobilisomes in an antenna-photosystem I supercomplex of cyanobacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Semchonok, D.A., Webber-Birungi, M.T., Ehira, S., Kondo, K., Narikawa, R., Ohmori, M., Boekema, E.J., Ikeuchi, M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 111 ページ: 2512-2517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attachment of phycobilisomes in an antenna-photosystem I supercomplex of cyanobacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 巻: 111 号: 7 ページ: 2512-2517
  • DOI: 10.1073/pnas.1320599111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of heterocyst differentiation in Anabaena sp. strain PCC 7120 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S.
  • 雑誌名: Russ. J. Plant Physiol. 巻: 60 ページ: 443-452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome-wide and heterocyst-specific circadian gene expression in the filamentous cyanobacterium, Anabaena sp. PCC 7120 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kushige, H., Kugenuma, H., Matsuoka, M., Ehira, S., Ohmori, M., Iwasaki, H.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 巻: 195 ページ: 1276-1284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome-wide and heterocyst-specific circadian gene expression in the filamentous cyanobacterium, Anabaena sp. PCC 7120 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kushige, H., Kugenuma, H., Matsuoka, M., Ehira, S., Ohmori, M., Iwasaki, H.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 195 号: 6 ページ: 1276-1284
  • DOI: 10.1128/jb.02067-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of heterocyst differentiation in Anabaena sp. strain PCC 7120 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S.
  • 雑誌名: Russian Journal of Plant Physiology 巻: 60 号: 4 ページ: 443-452
  • DOI: 10.1134/s1021443713040043
  • 査読あり
• [雑誌論文] The redox-sensing transcriptional regulator RexT controls expression of thioredoxin A2 in the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S., Ohmori, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 40433-40440
  • 査読あり
• [雑誌論文] The pknH gene restrictively expressed in heterocysts is required for diazotrophic growth in the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S., Ohmori, M.
  • 雑誌名: Microbiology 巻: 158 ページ: 1437-1443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordinated regulation of gnd encoding 6-phosphogluconate dehydrogenase by two transcriptional regulators GntR1 and RamA in Corynebacterium glutamicum (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., Ehira, S., Teramoto, H., Inui, M., Yukawa, H.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 巻: 194 ページ: 65247-6536
  • 査読あり
• [雑誌論文] The redox-sensing transcriptional regulator RexT controls expression of thioredoxin A2 in the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Ehira, Masayuki Ohmori
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 287 号: 48 ページ: 40433-40440
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.384206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordinated regulation of gnd encoding 6-phosphogluconate dehydrogenase by two transcriptional regulators GntR1 and RamA in Corynebacterium glutamicum (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., S. Ehira, H. Teramoto, M. Inui, and H. Yukawa
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 194 号: 23 ページ: 6527-6536
  • DOI: 10.1128/jb.01635-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] シアノバクテリアにおける細胞分化にともなう代謝変換制御機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹
  • 雑誌名: 日本ゲノム微生物学会ニュースレター 巻: 5 ページ: 3-4
• [雑誌論文] シアノバクテリアにおいてチオレドキシンの転写を制御するレドックス応答性転写因子RexT (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹
  • 雑誌名: 光合成研究 巻: 22 ページ: 160-164
  • NAID: 40019553698
  • 査読あり
• [雑誌論文] NrrA, a nitrogen-regulated response regulator protein, controls glycogen catabolism in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S., Ohmori, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 ページ: 38109-38114
  • 査読あり
• [雑誌論文] NrrA, a nitrogen-regulated response regulator protein, controls glycogen catabolism in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ehira Shigeki, Ohmori Masayuki
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 286 号: 44 ページ: 38109-38114
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.289124
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of sucrose synthesis in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2014)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 木村聡, 大森正之
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] The orphan response regulator NrrA controls glycogen catabolism in cyanobacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 西山英里, 藤木耕平
  • 学会等名: 第8回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Regulation of sugar metabolism in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S.
  • 学会等名: 18^<th> International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki, Japan
• [学会発表] シアノバクテリアにおいて糖代謝を制御するレスポンスレギュレーターNrrAの活性制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 藤木耕平, 西山英里
  • 学会等名: 第4回日本光合成学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] シアノバクテリアにおけるレドックスによるチオレドキシン発現制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 糸状性シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120における塩ストレス応答の制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 木村聡, 大森正之
  • 学会等名: 第8回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 滋賀
• [学会発表] 糸状性シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120における塩ストレス応答の制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹，木村聡，大森正之
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学（滋賀）
• [学会発表] シアノバクテリアにおけるレドックスによるチオレドキシン発現制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
• [学会発表] Regulation of glycogen catabolism in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S.
  • 学会等名: Physiology and Biotechnology of Microalgae
  • 発表場所: Moscow, Russia
• [学会発表] 糸状性シアノバクテリアを用いた細胞間分業による効率的バイオ燃料生産 (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 大森正之
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Regulation of compatible solute synthesis in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 大森正之
  • 学会等名: 第28回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 愛知
• [学会発表] Regulation of glycogen metabolism in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S., and Ohmori, M.
  • 学会等名: 14^<th> International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
  • 発表場所: Porto, Portugal
• [学会発表] シアノバクテリアにおいてチオレドキシンの転写を制御するレドックス応答性転写因子RexT (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 大森正之
  • 学会等名: 第3回日本光合成学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 窒素固定型シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120における炭素・窒素代謝制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 大森正之
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] シアノバクテリアにおける細胞分化に伴う糖代謝系変換制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 大森正之
  • 学会等名: 第7回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] シアノバクテリアにおいてチオレドキシンの転写を制御するレドックス応答性転写因子RexT (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹，大森正之
  • 学会等名: 日本光合成学会
  • 発表場所: 東京工業大学（神奈川）
• [学会発表] Regulation of compatible solute synthesis in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹，大森正之
  • 学会等名: 日本微生物生態学会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学（愛知）
• [学会発表] 糸状性シアノバクテリアを用いた細胞間分業による効率的バイオ燃料生産 (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹，大森正之
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫）
• [学会発表] Regulation of glycogen metabolism in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S., and Ohmori, M
  • 学会等名: 14th International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
  • 発表場所: Porto, Portugal
• [学会発表] 窒素固定型シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120における炭素・窒素代謝制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹、大森正之
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都府)
• [学会発表] シアノバクテリアにおける細胞分化に伴う糖代謝系変換制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹、大森正之
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 立教大学(東京都)
• [学会発表] Regulation of glycogen metabolism in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S.
  • 学会等名: The 6^<th> German-Japanese Binational Seminar
  • 発表場所: Freiburg-Munzingen, Germany
• [学会発表] 窒素固定型シアノバクテリアにおける炭素・窒素代謝制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 大森正之
  • 学会等名: 第27回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Regulation of carbon and nitrogen metabolism in cyanobacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Ehira, S., and Ohmori, M.
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: Sapporo, Japan
• [学会発表] 窒素固定型シアノバクテリアにおける糖代謝制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 大森正之
  • 学会等名: 第2回日本光合成学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 窒素固定型シアノバクテリアにおける炭素・窒素代謝制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹、大森正之
  • 学会等名: 日本微生物生態学会
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
• [学会発表] 窒素固定型シアノバクテリアにおける糖代謝制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹、大森正之
  • 学会等名: 日本光合成学会
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
• [学会発表] Regulation of glycogen metabolism in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ehira Shigeki
  • 学会等名: The 6th German-Japanese Binational Seminar
  • 発表場所: Freiburg-Munzingen, Germany
• [学会発表] Regulation of carbon and nitrogen metabolism in cyanobacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Ehira Shigeki, Ohmori Masayuki
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
• [学会発表] シアノバクテリアにおいて糖代謝を制御するレスポンスレギュレーターNrrAの活性制御
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹，藤木耕平，西山英里
  • 学会等名: 第4回日本光合成学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] The orphan response regulator NrrA controls glycogen catabolism in cyanobacteria
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹，西山英里，藤木耕平
  • 学会等名: 第8回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ヘテロシスト形成に伴う遺伝子発現とチラコイド膜光化学系変化の同時タイムラプス顕微分光測定
  • 著者名/発表者名: 野末秀穂，佐藤直樹，豊島正和，得平茂樹，寺嶋正秀，熊崎茂一
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] Anabaena sp. PCC 7120におけるペントースリン酸経路構成遺伝子の転写制御機構
  • 著者名/発表者名: 西山英里，中村康太，日原由香子，得平茂樹
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] Regulation of sucrose synthesis in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹，木村聡，大森正之
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] Regulation of sugar metabolism in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120
  • 著者名/発表者名: Ehira, S.
  • 学会等名: 18th International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki
• [図書] Spirulina : an example of cyanobacteria as nutraceuticals (In Sharma, N.K., Stal, L.J., Rai, A.K. (ed) Cyanobacteria : An Economic Perspective.) (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohmori, M., Ehira, S.
  • 出版者: John Wiley & Sons, Ltd.
• [図書] 第2章藍藻(シアノバクテリア)のゲノム解析と生理機能, (『微細藻類によるエネルギー生産と事業展望』) (2012)
  • 著者名/発表者名: 得平茂樹, 大森正之, 竹山春子監修
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.biol.se.tmu.ac.jp/labo.asp?ID=molgen