放線菌の土壌環境適応戦略に関わる遺伝子発現制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25292040
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 国立研究開発法人 農業環境技術研究所
• 研究代表者: 藤井 毅 国立研究開発法人 農業環境技術研究所, その他部局等, 領域長 (00354100)
• 研究分担者: 齋藤 明広 静岡理工科大学, 理工学部, 准教授 (50375614)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 遺伝子発現制御 / 転写カスケード / キチナーゼ / 抗生物質生産 / 放線菌 / 転写因子

研究成果の概要

転写因子DasRは、土壌中で生育しているS. coelicolorにおいて、キチン存在下、キチン代謝関連遺伝子や抗生物質生産遺伝子群の発現制御に関与している。本研究では、DasRの発現を左右する制御因子を解明し、DasRを中心とした代謝制御カスケードを明らかにすることを目的に、 DasRをコードする遺伝子dasRの転写調節領域に結合するタンパク質とDasRの発現調節因子の探索を試みた。その結果、DasR自身が強くdasRプロモーターに結合すること、また、その欠失がキチナーゼ生産量の増大とカタボライト抑制の喪失を招く転写因子がDasRの発現を制御することを見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Uptake of chitosan-derived D-glucosamine oligosaccharides in Streptomyces coelicolor A3(2) (2015)
  • 著者名/発表者名: Viens P, Dubeau MP, Kimura A, Desaki Y, Shinya T, Shibuya N, Saito A,Brzezinski R.
  • 雑誌名: FEMS Microbiol Lett 巻: 362 号: 9 ページ: 9-9
  • DOI: 10.1093/femsle/fnv048
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Chitosan degradation and associated changes in bacterial community structures in two contrasting soils (2015)
  • 著者名/発表者名: Ami Sawaguchi, Shouta Ono, Masaru Oomura, Kaori Inami, Yuta Kumeta, Kazuma Honda, Reiko Sameshima-Saito, Kazunori Sakamoto, Akikazu Ando, Akihiro Saito
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 61 号: 3 ページ: 471-480
  • DOI: 10.1080/00380768.2014.1003965
  • NAID: 110010031455
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 土壌からのRNAの抽出技術とその利用技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井毅、王勇
  • 雑誌名: 農林水産省研究成果「土壌微生物相の解明による土壌生物性の解析技術の開発（eDNAプロジェクト）」 巻: 494 ページ: 25-28
• [雑誌論文] これまで困難だった黒ボク土壌からのRNA抽出法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 王勇、長岡一成、早津雅仁、酒井順子、多胡香奈子、藤井毅
  • 雑誌名: 農業環境技術研究所 研究成果情報 巻: 29 ページ: 36-37
• [雑誌論文] 土壌環境下、放線菌の抗生物質生産遺伝子群の発現がキチンによって誘導される (2013)
  • 著者名/発表者名: ナザリベナム、藤井毅
  • 雑誌名: 農業環境技術研究所 研究成果情報 巻: 29 ページ: 38-39
• [学会発表] Uptake of a chitin-degradation product via the constitutive N-acetylglucosamine/N,N’-diacetylchitobiose binding protein NgcESCO of an ABC transporter in Streptomyces coelicolor A3(2) (2015)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Saito, Chibaru Iinuma, Takayuki Ohnuma, Tomonori Shinya, Yusuke Kimura, Yuzusa Aoki, Liu Feng, Yoshitake Desaki, Naoto Shibuya, Tamo Fukamizo, Akikazu Ando, Takeshi Fujii, Kiyotaka Miyashita
  • 学会等名: 日本微生物生態学会
  • 発表場所: 土浦亀城プラザ
  • 年月日: 2015-10-19
• [学会発表] キチン添加が畑土壌のキチン分解関連酵素と微生物に及ぼす影響 ‐キチン添加90日後までの影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井浪かおり、粂田佑太、鮫島（齋藤）玲子、齋藤明広
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] Streptomyces属放線菌のキチン分解物トランスポーター (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤明広
  • 学会等名: 日本キチン・キトサン学会
  • 発表場所: 東海大学熊本キャンパス
  • 年月日: 2015-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] 畑土壌でのキチン分解とそれに伴う微生物群集構造と酵素活性の変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井浪かおり、小野翔太、粂田佑太、榑松愛理、大塚恵巳、鮫島（齋藤）玲子、齋藤明広
  • 学会等名: 日本キチン・キトサン学会
  • 発表場所: 東海大学熊本キャンパス
  • 年月日: 2015-08-21
• [学会発表] MH-K1キトサナーゼの構造と反応機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木道彦、齋藤明広、小林麻理子、横山知史、大宮祥子、栗剣、杉田慶、三木邦夫、齋藤純一、安藤昭一
  • 学会等名: 日本キチン・キトサン学会
  • 発表場所: 東海大学熊本キャンパス
  • 年月日: 2015-08-21
• [学会発表] ナタマメ根粒菌の分類と収穫量への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増田航、畠中雄佑、齋藤明広
  • 学会等名: 日本土壌微生物学会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-05-23
• [学会発表] 土壌環境下における放線菌キチナーゼ遺伝子群と抗生物質生産関連遺伝子群の発現誘導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 飯野藤樹、ナザリ ベナム、齋藤明広、王勇、藤井毅
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2014
  • 発表場所: 浜松市 アクトシティー浜松
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-24
• [学会発表] 土壌抽出RNAから明らかになった抗生物質生産遺伝子の土壌における誘導発現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井毅
  • 学会等名: 農業環境技術研究所30周年セミナー
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール
  • 招待講演
• [備考] 土壌環境下、放線菌の抗生物質生産遺伝子群の発現がキチンによって誘導される
  • URL: http://www.niaes.affrc.go.jp/sinfo/result/result29/result29_38.html
• [備考] これまで困難だった黒ボク土壌からのＲＮＡ抽出法の開発
  • URL: http://www.niaes.affrc.go.jp/sinfo/result/result29/result29_36.html
• [産業財産権] 抗生物質生産関連遺伝子のスクリーニング方法 (2014)
  • 発明者名: 藤井毅、ナザリベナム
  • 権利者名: 独立行政法人農業環境技術研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-042420
  • 出願年月日: 2014-03-05