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亜硫酸シグナルによる環境中の硫黄センシングと同化制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26450091
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
研究機関筑波大学 (2016)
奈良先端科学技術大学院大学 (2014-2015)

研究代表者

大津 厳生  筑波大学, 国際産学連携本部, 准教授 (60395655)

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 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード硫黄同化経路 / チオ硫酸イオン / 亜硫酸イオン / 硫化水素 / 大腸菌 / システイン / 活性硫黄種 / 硫黄代謝 / メタボローム / シグナル分子 / 硫黄同化(代謝) / システイン(代謝) / アミノ酸発酵 / レポーターアッセイ / 遺伝子発現 / チオ硫酸 / 硫酸
研究成果の概要

本研究では環境中に含まれる硫黄源の変化に対して大腸菌の炭素同化経路がどのように調節されているのかについて理解を深めることを目的とした。その結果、チオ硫酸を単一硫黄源とした場合と、培地中のグルコースが完全に消費された直後に硫化水素が生成されることを見出した。一方、大腸菌のグルコース枯渇時の硫化水素生成には、チオ硫酸イオンの同化経路反応が関与していることが判明した。さらに、Crpがこの硫化水素生成に必須であることを見出した。以上の結果からCrpが環境中の硫黄源を感知することによって硫黄同化経路と炭素同化経路を協調的に制御しており、代謝経路間の調節メカニズムのシグナル因子として機能すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] L-Cysteine Metabolism and Fermentation in Microorganisms.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Takagi H & Iwao Ohtsu
    • 雑誌名

      Adv Biochem Eng Biotechnol.

      巻: 159 ページ: 129-151

    • DOI

      10.1007/10_2016_29

    • ISBN
      9784431565185, 9784431565208
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Vacuolar amino acid transporters upregulated by exogenous proline and involved in cellular localization of proline in <i>Saccharomyces cerevisiae</i>2016

    • 著者名/発表者名
      Ikuhisa Nishida, Daisuke Watanabe, Tsolmonbaatar A, Tomohiro Kaino, Iwao Ohtsu, Hiroshi Takagi
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 62 号: 3 ページ: 132-139

    • DOI

      10.2323/jgam.2016.01.005

    • NAID

      130005164753

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vacuolar amino acid transporters upregulated by exogenous proline and involved in cellular localization of proline in Saccharomyces cerevisiae2016

    • 著者名/発表者名
      Ikuhisa Nishida, Daisuke Watanabe, Ariunzaya Tsolmonbaatar, Tomohiro Kaino, Iwao Ohtsu, and Hiroshi Takagi
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 印刷中

    • NAID

      130005164753

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A finding of thiosulfate pathway for synthesis of organic sulfur compounds in Saccharomyces cerevisiae and an improvement of ethanol production.2015

    • 著者名/発表者名
      Eri Funahashi, Kyohei Saiki, Kurara Honda, Yuki Sugiura, Yusuke Kawano, Iwao Ohtsu, Daisuke Watanabe, Yukari Wakabayashi, Tetsuya Abe, Tsuyoshi Nakanishi, Makoto Suematsu, and Hiroshi Takagi
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 印刷中

    • NAID

      110010022649

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Uptake of l-cystine via an ABC transporter contributes defense of oxidative stress in the L-cysteine export-dependent manner in Escherichia coli.2015

    • 著者名/発表者名
      Ohtsu I, Kawano Y, Suzuki M, Morigasaki S, Saiki K, Yamazaki S, Nonaka G, Takagi H.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 号: 4 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0120619

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Involvement of the yciW gene in L-cysteine and l-methionine metabolism in Escherichia coli.2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kawano, Iwao Ohtsu, Ai Tamakoshi, Maeka Shiroyama, Ai Tsuruoka, Kyouhei Saiki, Kazuhiro Takumi, Gen Nonaka, Tsuyoshi Nakanishi, Takako Hishiki, Makoto Suematsu, and Takagi Hiroshi.
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 119 ページ: 310-313

    • NAID

      110009923572

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of L-cysteine production by disruption of yciW in Escherichia coli.2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kawano*, Iwao Ohtsu¶*, Kazuhiro Takumi, Ai Tamakoshi, Gen Nonaka, Eri Funahashi, Masaki Ihara, and Takagi Hiroshi.
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 119 ページ: 176-179

    • NAID

      110009922578

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 微生物の硫黄代謝とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      大津厳生
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス(神奈川県藤沢市)
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微生物の硫黄同化と炭素同化の協調的な制御メカニズムの解析2017

    • 著者名/発表者名
      氏本貴仁, 田中尚志, 尾﨑 由佳梨, 河野祐介, 阿部哲也, 大津厳生
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス(神奈川県藤沢市)
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] システイン生産大腸菌を利用したエルゴチオネインの発酵2017

    • 著者名/発表者名
      西口みゆ, 田中尚志, 三浦雅史, 河野祐介, 大津厳生
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス(神奈川県藤沢市)
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 意外に知らない?食品中に含まれる抗酸化アミノ酸:発酵食品とエルゴチオネイン2016

    • 著者名/発表者名
      三浦雅史, 田中尚志, 鈴木園枝, 石井寛子, 河野祐介, 大津厳生
    • 学会等名
      第55回 日本栄養・食糧学会 近畿支部大会
    • 発表場所
      帝塚山学院大学泉が丘キャンパス(大阪府堺市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 硫黄代謝関連遺伝子の改変による大腸菌のシステイン発酵生産性の向上2016

    • 著者名/発表者名
      河野祐介, 仲谷豪, 西口みゆ, 鶴岡愛, 高木博史, 大津厳生
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会(2016)
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌における硫黄源のカタボライト抑制機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      西口みゆ, 城山真恵加, 河野祐介, 高木博史, 大津厳生
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会(2016)
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌における硫黄源のカタボライト抑制機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      西口みゆ, 城山真恵加, 河野祐介, 高木博史, 大津厳生
    • 学会等名
      第11回トランスポーター研究会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパスきはだホール(京都府宇治市)
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 新規スルホシステイントランスポーターYdjN の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      石井寛子, 河野祐介, 大津厳生
    • 学会等名
      第11回トランスポーター研究会
    • 発表場所
      京都大学 宇治キャンパスきはだホール(京都府宇治市)
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeにおけるチオ硫酸同化経路の解析2015

    • 著者名/発表者名
      辰巳恭平, 大津厳生, 舟橋依里, 河野祐介, 高木博史
    • 学会等名
      第33回イーストワークショップ
    • 発表場所
      せとうち児島ホテル(岡山県倉敷市)
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母Schizosaccharomyces pombeの無機硫黄同化経路の解析2015

    • 著者名/発表者名
      秦野智行, 氏本貴仁, 河野祐介, 大津厳生, 高木博史
    • 学会等名
      第33回イーストワークショップ
    • 発表場所
      せとうち児島ホテル(岡山県倉敷市)
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌における硫化水素生成機構2015

    • 著者名/発表者名
      氏本貴仁, 秦野智行, 大津厳生
    • 学会等名
      平成27年度国立遺伝学研究所研究会「細菌細胞の増殖と代謝研究会-細菌細胞の増殖と分化研究の新展開」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌における新規な有機性硫黄化合物の発酵生産2015

    • 著者名/発表者名
      西口みゆ, 河野祐介, 大津厳生
    • 学会等名
      平成27年度国立遺伝学研究所研究会「細菌細胞の増殖と代謝研究会-細菌細胞の増殖と分化研究の新展開」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 若手研究者が切り拓く合成代謝工学による有用物質生産のための新しい技術紹介と実用化への挑戦:メタボローム解析を用いた地球規模での硫黄代謝工学2015

    • 著者名/発表者名
      大津厳生
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 若手研究者が切り拓く合成代謝工学による有用物質生産のための新しい技術紹介と実用化への挑戦:「硫黄代謝」から見える細胞代謝の世界 ~サルファーインデックス解析の活用による合理的な分子育種~2015

    • 著者名/発表者名
      河野祐介, 秦野智行, 大津厳生, 高木博史
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 意外と知らない硫黄同化を最大限に利用した有用物質生産2015

    • 著者名/発表者名
      大津厳生
    • 学会等名
      日本生物工学会関西支部 第107回醗酵学懇話会
    • 発表場所
      サントリーワールドリサーチセンター(京都府相楽郡)
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物の硫黄同化機構の解明と硫黄分子種による新たな様式のシグナリングおよび細胞内フローの可能性2015

    • 著者名/発表者名
      河野祐介, 鈴木茉里奈, 仲谷 豪, 大津厳生, 高木博史
    • 学会等名
      第15回日本NO学会学術集会
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2015-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 進化の果てに消滅した硫黄同化:大腸菌における硫黄の選択的利用機構2014

    • 著者名/発表者名
      大津厳生
    • 学会等名
      第5回愛媛微生物学ネットワークフォーラム
    • 発表場所
      愛媛大学情報メディアセンター メディアホール, 愛媛県松山市
    • 年月日
      2014-10-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規CysBレギュロンタンパク質YciWの機能解析とその応用2014

    • 著者名/発表者名
      鶴岡愛
    • 学会等名
      2014年度日本農芸化学会関西支部大会
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学, 奈良県生駒市
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] チオ硫酸塩によるSaccharomyces cerevisiaeの生育促進やエタノール生産性の向上2014

    • 著者名/発表者名
      舟橋依里
    • 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, 北海道札幌市
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌におけるチオ硫酸イオン優先的なシステイン合成制御機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      城山真恵加
    • 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, 北海道札幌市
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 実験医学増刊:驚愕の代謝システム2014

    • 著者名/発表者名
      大津厳生, 河野祐介, 高橋砂予, 城山真恵加, 舟橋依里, 高木博史
    • 総ページ数
      237
    • 出版者
      洋土社
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] ストレス微生物科学研究室

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/takagi/?page=874

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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