新規ヒ酸還元細菌Geobacter OR-1のヒ素代謝遺伝子発現ダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 26450086
• 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: 応用微生物学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 天知 誠吾 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 教授 (80323393)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: ヒ素 / 汚染 / 溶出 / Geobacter / ヒ酸還元 / arrA / arsC / ヒ素溶出 / 鉄還元 / プロテオーム / 遺伝子発現 / シトクロム / 細胞外電子伝達

研究成果の概要

本研究では、ヒ素汚染の原因菌の１つGeobacter sp. OR-1におけるヒ素代謝遺伝子群の発現解析およびヒ素存在下で発現するタンパク質の網羅的解析をおこなった。ヒ酸呼吸条件において、異化的ヒ酸還元酵素遺伝子arrAと解毒的ヒ酸還元酵素遺伝子arsCの発現量は、フマル酸呼吸条件と比べそれぞれ52倍と260倍に上昇した。一方プロテオーム解析では、ヒ酸呼吸条件でArrABやArsAの他、抗酸化酵素、ストレス応答、分子シャペロンなどの発現上昇が確認された。OR-1 株は高濃度のヒ素に曝露されると、ヒ素代謝経路のみならず種々の代謝系を協調的に発現上昇させ、ヒ素耐性を獲得することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] 水稲におけるヒ素とカドミウムをめぐる諸問題 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林秀誉、牧野知之、加藤英孝、石川 覚、馬 建峰、橋本洋平、山口紀子、天知誠吾、川崎 晃、馬場浩司、荒尾知人
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学会誌 巻: 88 ページ: 73-78
  • NAID: 130006279233
• [雑誌論文] Impact of Arsenite on the Bacterial Community Structure and Diversity in Soil (2016)
  • 著者名/発表者名: D. T. Dong, S. Yamamura and S. Amachi
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 31 号: 1 ページ: 41-48
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME15093
  • NAID: 130005138792
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Draft genome sequence of Geobacter sp. OR-1, an arsenate-respiring bacterium isolated from paddy soil (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ehara, H. Suzuki and S. Amachi
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 3 号: 1
  • DOI: 10.1128/genomea.01478-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Draft genome sequence of Anaeromyxobacter sp. PSR-1, an arsenate-respiring bacterium isolated from arsenic-contaminated soil (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Tonomura, A. Ehara, H. Suzuki and S. Amachi
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 3 号: 3
  • DOI: 10.1128/genomea.00472-15
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Microbiology of inorganic arsenic : From metabolism to bioremediation (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamamura and S. Amachi
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: (in press) 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2013.12.011
  • NAID: 110009838761
  • 査読あり
• [学会発表] 異化的ヒ酸還元細菌によるヒ素ストレス応答機構の発現解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土屋達哉、笠原康裕、濱村奈津子、天知 誠吾
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第31回大会
  • 発表場所: 横須賀市文化会館（神奈川県横須賀市）
  • 年月日: 2016-10-23
• [学会発表] ヒ酸呼吸細菌Anaeromyxobacter sp. PSR-1株のヒ酸還元酵素について (2016)
  • 著者名/発表者名: 殿村美森、山田樹奈、天知誠吾
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第31回大会
  • 発表場所: 横須賀市文化会館（神奈川県横須賀市）
  • 年月日: 2016-10-23
• [学会発表] 土壌中のヒ素存在形態の変化と微生物の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 天知誠吾
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2016年度大会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀県佐賀市）
  • 年月日: 2016-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] 異化的ヒ酸還元細菌のヒ素ストレス応答の網羅的解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土屋達哉、笠原康裕、天知誠吾
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 異化的ヒ酸還元菌を用いた土壌中ヒ素の可溶化条件の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 倉澤響、天知誠吾、山村茂樹
  • 学会等名: 第30回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 土浦亀城プラザ（茨城県、土浦市）
  • 年月日: 2015-10-18
• [学会発表] ヒ酸呼吸細菌を利用した土壌ヒ素汚染浄化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 天知誠吾、山村茂樹
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2014
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-24
• [学会発表] ヒ酸呼吸細菌Geobacter sp. OR-1のプロテオーム解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江原彩香、Timothy Sanchez、Srinivas Iyer、Chris Yeager、濱村奈津子、鈴木治夫、天知誠吾
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2014
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-24
• [学会発表] ヒ酸還元細菌とメディエーターを用いたヒ素汚染土壌のバイオレメディエーション手法の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 須藤崇行、山村茂樹、天知誠吾
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2014
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-24
• [学会発表] 異化的ヒ酸還元細菌Anaeromyxobacter sp. PSR-1株のドラフトゲノム解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 殿村美森、江原彩香、鈴木治夫、天知誠吾
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2014
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-24
• [学会発表] 微生物によるヒ素の可溶化-汚染土壌のバイオレメディエーションを目指して- (2014)
  • 著者名/発表者名: 天知誠吾
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 異化的ヒ酸還元細菌と酸化還元メディエーターを併用した汚染土壌浄化技術の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山村茂樹、天知誠吾、池道彦
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [図書] 微生物の細胞外電子伝達と汚染浄化、難培養微生物研究の最新技術III（大熊盛也、野田悟子 編） (2015)
  • 著者名/発表者名: 天知誠吾、山村茂樹
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 地球を救うメタルバイオテクノロジー (2014)
  • 著者名/発表者名: 山村茂樹、天知誠吾
  • 総ページ数: 242
  • 出版者: 成山堂書店