低温バイオプロセス構築の基盤となる低温適応微生物の探索

• 研究課題/領域番号: 25303028
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 栗原 達夫 京都大学, 化学研究所, 教授 (70243087)
• 研究分担者: 川本 純 京都大学, 化学研究所, 助教 (90511238)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: 低温適応微生物 / バイオプロセス / タンパク質生産 / 金属代謝 / 国際研究者交流 / 国際情報交換 / 中華人民共和国 / リン脂質

研究成果の概要

種々の低温環境の探索により、低温生育能に優れた Pseudomonas mandelii、鉄還元能に優れた Paenibacillus odorifer や Bacillus circulans と近縁の細菌、タンパク質分泌能に優れた Pseudoalteromonas 属細菌などを得た。また、膜小胞高生産性 Shewanella sp. HM13 の遺伝子操作法を構築した。南極海水由来 Shewanella livingstonensis Ac10 については異種タンパク質生産に有用な低温誘導性プロモーターを同定し、外膜タンパク質 PhoE の鉄代謝への関与と機能性アミノ酸残基を見いだした。

研究成果

• [国際共同研究] 湖北工業大学/西南大学(中国)
• [国際共同研究] University of Naples “Federico II”(イタリア)
• [国際共同研究] 湖北工業大学/西南大学(中国)
• [国際共同研究] University of Naples “Federico II”(イタリア)
• [国際共同研究] 湖北工業大学(中国)
• [雑誌論文] Characterization of extracellular membrane vesicles of an Antarctic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10, and their enhanced production by alteration of phospholipid (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama F, Kawamoto J, Imai T, Kurihara T
  • 雑誌名: Extremophiles 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 723-731
  • DOI: 10.1007/s00792-017-0937-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of a versatile method for targeted gene deletion and insertion by using the pyrF gene in the psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10 (2016)
  • 著者名/発表者名: Ito T, Gong C, Kawamoto J, Kurihara T
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 巻: 122 号: 6 ページ: 645-651
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2016.06.004
  • NAID: 40021044862
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A phosphoporin homolog plays a critical role in the dissimilatory iron-respiration linked to iron(III) reduction by a cold-adapted bacterium, Shewanella livingstonensis (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohke Y, Maruyama S, Tarui J, Wang Y, Kawamoto J, Kurihara T
  • 雑誌名: Trace Nutr. Res. 巻: 33 ページ: 63-72
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A phosphoporin homolog plays a critical role in the dissimilatory iron-respiration linked to iron(III) reduction by a cold-adapted bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10 (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohke Y, Maruyama S, Tarui J, Wang Y, Kawamoto J, Kurihara T
  • 雑誌名: Trace Nutr. Res. 巻: 33 ページ: 63-72
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alkyl hydroperoxide reductase enhances the growth of Leuconostoc mesenteroides lactic acid bacteria at low temperatures. (2015)
  • 著者名/発表者名: Goto S, Kawamoto J, Sato SB, Iki T, Watanabe I, Kudo K, Esaki N, Kurihara T.
  • 雑誌名: AMB Express 巻: in press 号: 1
  • DOI: 10.1186/s13568-015-0098-3
  • NAID: 120005587816
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 低温菌のタンパク質と脂質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川本純、栗原達夫
  • 雑誌名: CSJ Current Review 17 極限環境の生体分子 巻: 17 ページ: 55-61
• [学会発表] Analysis of a protein secretion mechanism via the membrane vesicle production of a cold-adapted bacterium, Shewanella sp. HM13 (2017)
  • 著者名/発表者名: Chen C, Kawai S, Kawamoto J, Imai T, Kurihara T
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の鉄呼吸における Phosphoporin ホモログの生理機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大毛淑恵、丸山沙織、樽井惇、王玉、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 第17回 極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 東京工業大学（横浜市）
  • 年月日: 2016-11-26
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 による菌体外膜小胞の生産とエイコサペンタエン酸生産能の欠損が膜小胞分泌におよぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横山文秋、川本純、今井友也、小川拓哉、栗原達夫
  • 学会等名: 第89回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台市）
  • 年月日: 2016-09-27
• [学会発表] Analysis of protein secretion system of a membrane-vesicle producing cold-adapted bacterium, Shewanella sp. HM13 (2016)
  • 著者名/発表者名: Chen C, Kawai S, Kawamoto J, Imai T, Kurihara T
  • 学会等名: Extremophiles 2016
  • 発表場所: 京都大学（京都市）
  • 年月日: 2016-09-15
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular characterization of eicosapentaenoic acid-containing membrane vesicles produced by a psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama F, Kawamoto J, Imai T, Ogawa T, Kurihara T
  • 学会等名: Extremophiles 2016
  • 発表場所: 京都大学（京都市）
  • 年月日: 2016-09-13
  • 国際学会
• [学会発表] Physiological function of polyunsaturated fatty acids in microbial cold and high-pressure adaptation (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto J, Kurihara T
  • 学会等名: 5th International Workshop on Deep-Sea Microbiology
  • 発表場所: 京都大学（京都市）
  • 年月日: 2016-09-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Shewanella livingstonensis Ac10 における三価鉄還元機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大毛淑恵、丸山沙織、樽井惇、王玉、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 第33回 日本微量栄養素学会学術集会
  • 発表場所: 京都リサーチパーク（京都市）
  • 年月日: 2016-06-25
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の菌体外膜小胞の特性とエイコサペンタエン酸が小胞形成に与える影響の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横山文秋、川本純、今井友也、小川拓也、栗原達夫
  • 学会等名: 第63回 日本生化学会 近畿支部例会
  • 発表場所: 神戸薬科大学（神戸市）
  • 年月日: 2016-05-21
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 のエイコサペンタエン酸生合成酵素の細胞分裂部位への局在性と複合体形成の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小倉隆太郎、趙賢南、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県 岡山市）
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] Membrane microdomain enriched in eicosapentaenoic acid-containing phospholipids in Shewanella livingstonensis Ac10 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: Japan-Italy Joint Symposium
  • 発表場所: 東大寺総合文化センター（奈良県 奈良市）
  • 年月日: 2014-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の金属呼吸に関与する外膜輸送タンパク質の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山沙織、樽井淳、王玉、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 第15回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 今帰仁村コミュニティーセンター（沖縄県 国頭郡）
  • 年月日: 2014-11-02
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 におけるEPA生合成酵素の局在性と相互作用解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小倉隆太郎、趙賢南、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 第15回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 今帰仁村コミュニティーセンター（沖縄県 国頭郡）
  • 年月日: 2014-11-02
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の細胞分裂サイトへのエイコサペンタエン酸生合成酵素の局在 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小倉隆太郎、趙賢南、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府 京都市）
  • 年月日: 2014-10-18
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の飽和脂肪酸含有リン脂質生合成に関与する新規アシルトランスフェラーゼの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊竹洋佑、趙賢南、川本純、江崎信芳、栗原達夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府 京都市）
  • 年月日: 2014-10-18
• [学会発表] Localization of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase 1 (PlsC1) of a psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10, at the middle of cells and its physiological role in cell division (2013)
  • 著者名/発表者名: Cho HN, Kasai W, Kawamoto J, Esaki N, Kurihara T
  • 学会等名: EMBO|EMBL Symposium New Approaches and Concepts in Microbiology
  • 発表場所: Heidelberg
• [学会発表] Physiological role of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase 1 (PlsC1) in cell division of a psychrotrophic bacterium in Shewanella livingstonensis Ac10 at low temperatures
  • 著者名/発表者名: Cho HN, Kasai W, Kawamoto J, Esaki N, Kurihara T
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] Subcellular localization of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase responsible for the synthesis of EPA-containing phospholipids in Shewanella livingstonensis Ac10
  • 著者名/発表者名: Cho HN, Kasai W, Kawamoto J, Esaki N, Kurihara T
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 のエイコサペンタエン酸生合成酵素の局在性解析
  • 著者名/発表者名: 小倉隆太郎、趙賢南、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 横浜市