機能性ＲＮＡの微生物生産およびＲＮＡ発現菌の利用

• 研究課題/領域番号: 25252017
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 菊池 洋 豊橋技術科学大学, 研究推進アドミニストレーションセンター, 特命教授 (40273320)
• 研究分担者: 梅影 創 豊橋技術科学大学, 大学院工学研究科, 講師 (30419436) ; 大山 隆 (大山 隆) 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (60268513) ; 青木 宙 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 招聘研究員 (00051805)
• 研究期間 (年度): 2013-10-21 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円); 2015年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円); 2014年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2013年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
• キーワード: 発酵 / 核酸 / 応用微生物学 / RNA生産 / RNAドラッグ / 細胞外核酸 / 光合成細菌 / 機能性RNA

研究成果の概要

細胞外に核酸を放出する海洋性細菌Rhodovulum sulfidophilumに任意の機能性RNAの塩基配列を組込んだRNA発現プラスミドを導入し培地中に機能性RNAを生産させる技術開発を行った。以前、RNAアプタマー1種の生産に成功していたが、本研究では、まず、遺伝子発現の強い抑制が可能なshort hairpin RNAの生産に成功した。さらに本菌の安全性保証に重要な基礎研究も進め、本菌のクォーラムセンシングにかかる新型オートインデューサーの発見、遺伝子水平伝搬にかかわるgene transfer agentの発見、また、本菌のゲノムの全塩基配列の決定など多くの成果を上げることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Complete genome sequence of cyanobacterium Geminocystis sp. NIES-3708, which performs type II complementary chromatic acclimation (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuu Hirose, Mitsunori Katayama, Yoshiyuki Ohtsubo, Naomi Misawa, Erica Iioka, Wataru Suda, Kenshiro Oshima, Mitsumasa Hanaoka, Kan Tanaka, Toshihiko Eki, Masahiko Ikeuchi, Yo Kikuchi, Makoto Ishida, and Masahira Hattori
  • 雑誌名: Genome Announcement 巻: 3 号: 3 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/genomea.00357-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete genome sequence of cyanobacterium Geminocystis sp. NIES-3709 that harbors phycoerythrin-rich phycobilisome (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuu Hirose, Mitsunori Katayama, Yoshiyuki Ohtsubo, Naomi Misawa, Erica Iioka, Wataru Suda, Kenshiro Oshima, Mitsumasa Hanaoka, Kan Tanaka, Toshihiko Eki, Masahiko Ikeuchi, Yo Kikuchi, Makoto Ishida, and Masahira Hattori
  • 雑誌名: Genome Announcement 巻: 3 号: 2 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/genomea.00385-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Rhodovulum sulfidophilum DSM 2351, an Extracellular Nucleic Acid-Producing Bacterium (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagao N, Hirose Y, Misawa N, Ohtsubo Y, Umekage S, Kikuchi Y.
  • 雑誌名: Genome Annoucements 巻: 3(2) e00388-15 号: 2 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/genomea.00388-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improved bioassay for detecting autoinducer of Rhodovulum sulfidophilum (2015)
  • 著者名/発表者名: Terada, T., Kikuchi, Y., and Umekage, S.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1649 ページ: 67-70
  • DOI: 10.1063/1.4913546
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Abnormal rapid non-linear RNA production induced by T7 RNA polymerase in the absence of an exogenous DNA template (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakimoto, Y. Fujinuma, A. Fujita, S. Kikuchi, Y. and Umekage S.
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1649 ページ: 113-115
  • DOI: 10.1063/1.4913554
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evidence for RNA template-directed elongation (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakimoto, Y. Fujinuma, A. Sakamoto, T. Kikuchi, Y. and Umekage S.
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1649 ページ: 116-120
  • DOI: 10.1063/1.4913555
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Functional analyses of carnivorous plant-specific amino acid residues in S-like ribonucleases (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai, N., Nishimura, E., Kikuchi, Y., and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 465 号: 1 ページ: 108-112
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.07.139
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The gene transfer agent-like particle of the marine phototrophic bacterium Rhodovulum sulfidophilum (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagao, N., Yamamoto, J., Komatsu, H., Suzuki, H., Hirose, Y., Umekage, S., Ohyama, T., and Kikuchi, Y.
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 4 ページ: 369-374
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2015.11.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of cyanobacterium Geminocystis sp. NIES-3708, which performs type II complementary chromatic acclimation (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirose, Y., Katayama, M., Ohtsubo, Y., Misawa, N., Iioka, E., Suda, W., Oshima, K., Hanaoka, M., Tanaka, K., Eki, T., Ikeuchi, M., Kikuchi, Y., Ishida, M., Hattori, M.
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of cyanobacterium Geminocystis sp. NIES-3709 that harbors phycoerythrin-rich phycobilisome (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirose, Y., Katayama, M., Ohtsubo, Y., Misawa, N., Iioka, E., Suda, W., Oshima, K., Hanaoka, M., Tanaka, K., Eki, T., Ikeuchi, M., Kikuchi, Y., Ishida, M., Hattori, M.
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of Rhodovulum sulfidophilum DSM 2351, an extracellular nucleic acids producing bacterium (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagao, N., Hirose, Y., Misawa, N., Ohtsubo, Y., Umekage, S., Kikuchi, Y
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Short hairpin RNAs of designed sequences can be extracellularly produced by the marine bacterium <i>Rhodovulum sulfidophilum</i> (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagao, N., Suzuki, H., Numano, R., Umekage, S., Kikuchi, Y.
  • 雑誌名: The Journal of General and Applied Microbiology 巻: 60 号: 6 ページ: 222-226
  • DOI: 10.2323/jgam.60.222
  • NAID: 130004802274
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Melanopsin resets circadian rhythms in cells by inducing clock gene Period1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Yamashita, Tomoe Uehara, Minako Matsuo, Yo Kikuchi and Rika Numano
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1585 ページ: 24-25
  • DOI: 10.1063/1.4866616
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Emergence of RNA self-replication cycle through RNA template-directed RNA polymerisation by DNA dependent RNA polymerase (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakimoto Y., Fujinuma A., Kikuchi Y. and Umekage S.
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Honolulu, USA（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Agarose binding RNA aptamer (2015)
  • 著者名/発表者名: Umekage S. and Kikuchi Y.
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Honolulu, USA（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] RNAの凝集化が引き起こすRNA安定化によるRNAワー ルド仮説の補強 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梅影創、菊池洋
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会（BMB 2015）
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] RNA分解酵素耐性を示す天然型RNA配列の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤沼輝、柿本恭宏、坂本泰一、菊池洋、梅影創
  • 学会等名: 第17回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] DNA鋳型依存的RNAポリメラーゼによるRNA鋳型依存的なRNA合成反応は急激なRNAの増幅を引き起こす (2015)
  • 著者名/発表者名: 柿本恭宏、藤沼輝、菊池洋、梅影創
  • 学会等名: 第17回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] 環状RNAと直鎖状 RNA を分離する方法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒木 大海、菊池 洋、梅影 創
  • 学会等名: 第17回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] Enhanced floc forming mutants of Rhodovulum sulfidophilum obtained by UV mutagenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Umekage, S., Noda,A., and Kikuchi, Y.
  • 学会等名: FEMS 2015
  • 発表場所: Maastricht, The Netherlands（オランダ）
  • 年月日: 2015-06-07
  • 国際学会
• [学会発表] 改良型バイオアッセイ法を用いたRhodovulum sulfidophilumのN-アシルホモセリンラクトン（AHL）生産の検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺田岳史、沖見卓哉、菊池 洋、梅影 創
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Rhodovulum sulfidophilum T7 RNAポリメラーゼ発現株を用いた細胞外RNA生産系 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長尾信義、米川千夏、梅影 創、菊池 洋
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 紅色光合成細菌 Rhodovulum sulfidophilum DSM1374株および DSM2351株のゲノム配列解析とその比較 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長尾信義、広瀬 侑、梅影創、菊池 洋
  • 学会等名: 第9回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-08
• [学会発表] Strong floc forming mutants of Rhodovulum sulfidophilum obtained by UV mutagenesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Noda, A, Kikuchi, Y., Umekage, S
  • 学会等名: The Irago Conference 2014
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] Improved bioassay for detecting autoinducers of Rhodovulum sulfidophilum (2014)
  • 著者名/発表者名: Terada, T., Kikuchi, Y., Umekage, S.
  • 学会等名: The Irago Conference 2014
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] Pseudoknot folding is essential for agarose aptamer binding (2014)
  • 著者名/発表者名: Koto, T., Sakashita, J., Kikuchi, Y., Umekage, S.
  • 学会等名: The Irago Conference 2014
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] Abnormal rapid non-linear RNA production by T7 RNA polymerase in the absence of a DNA template (2014)
  • 著者名/発表者名: Kakimoto, Y., Fujinuma, A., Fujita, S., Kikuchi, Y., Umekage, S.
  • 学会等名: The Irago Conference 2014
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] Evidence for RNA template-directed elongation induced by binding T7 RNA polymerase (2014)
  • 著者名/発表者名: Kakimoto, Y., Fujinuma, A., Sakamoto, T., Kikuchi, Y., Umekage, S.
  • 学会等名: The Irago Conference 2014
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] Utilization of RNase III activity for functional RNA production by a marinephototrophic bacterium, Rhodovulum sulfidophilum (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagao, N., Umekage, S., and Kikuchi, Y.
  • 学会等名: The Irago Conference 2014
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] 改良型バイオアッセイ法による海洋性光合成細菌 Rhodovulum sulfidophilum の N-acylhomoserine lactone（AHL）生産の検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺田岳史、沖見卓哉、梅影 創、菊池 洋
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-25
• [学会発表] 紅色光合成細菌Rhodovulum sulfidophilumのGTA （gene transfer agent）の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 1)山本絢也、長尾信義、、広瀬 侑、梅影 創、菊池 洋
  • 学会等名: 第8回日本ゲノム微生物学会 若手の会
  • 発表場所: 小山（静岡）
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-09-29
• [学会発表] アガロースに結合するRNAアプタマーの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 向當健司、坂下 淳、梅影 創、菊池 洋
  • 学会等名: 第16回日本RNA学会年会（名古屋）
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [学会発表] 夢の薬RNAの微生物生産と豊橋技科大の先端農業・バイオリサーチセンター (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊池 洋
  • 学会等名: 中部大学開学50周年記念夢構想事業 中部大学応用生物学部第2回夢構想フォーラム「バイオ支援型持続可能社会の実現に向けて」
  • 発表場所: 春日井（愛知）
  • 年月日: 2014-06-28
  • 招待講演
• [学会発表] 夢の薬 RNA を微生物に作らせる (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊池 洋
  • 学会等名: 第55回日本放線菌学会学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] Bacillus cereusu細菌を標的としたDNAアプタマーの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 海谷慎一、梅影 創、菊池 洋
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] Melanopsin resets circadian rhythms in cells by inducing clock gene period1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, S, Uehara, T., Matsuo, M., Kikuchi, Y., Numano, R.
  • 学会等名: Irago Conference
  • 発表場所: 田原（愛知県）
• [図書] ベーシックマスター分子生物学 改訂2版 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池 洋 他 （東中川徹 他編）
  • 総ページ数: 438
  • 出版者: オーム社
• [備考] 豊橋技術科学大学教員の研究紹介
  • URL: http://www.tut.ac.jp/university/faculty/rac/362.html
• [備考] 豊橋技術科学大学 教員紹介
  • URL: http://www.tut.ac.jp/university/faculty/rac/362.html
• [備考] 研究紹介 菊池洋
  • URL: http://www.tut.ac.jp/teach/main.php?mode=detail&article=362
• [産業財産権] 偽環状二重鎖ポリヌクレオチドと、それを用いた遺伝子発現阻害剤 (2016)
  • 発明者名: 梅影創、菊池洋
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-028988
  • 出願年月日: 2016-02-03
• [産業財産権] RNA分子にヌクレアーゼ耐性能を付与する方法、ヌクレアーゼ耐性能を有するキメラＲＮＡ分子 (2013)
  • 発明者名: 梅影創、藤田隼輔、藤沼輝、菊池洋
  • 権利者名: 国立大学法人豊橋技術科学大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-256425
  • 出願年月日: 2013-12-11