放線菌における窒素固定の制御機構

• 研究課題/領域番号: 26450098
• 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: 鹿児島大学
• 研究代表者: 九町 健一 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (70404473)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017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); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 順遺伝学 / 突然変異株 / ゲノム解析 / 窒素固定 / 放線菌 / 酸素防御 / 転写制御 / 突然変異体 / 遺伝子発現 / ゲルシフト / 共生 / アンモニア / DNA分解酵素 / 形質転換

研究成果の概要

フランキア（Frankia属）は窒素固定能を持つ放線菌であり、窒素固定に特化した球状構造体（ベシクル）を発達させる、窒素固定（nif）遺伝子の発現調節系が他の窒素固定細菌と異なる等の特有の性質を持つ。
私たちは窒素固定の行えないフランキアの変異株を49単離した。それらはベシクルの数やサイズ、膜厚に異常を示した。また、ほとんどの変異株でnif遺伝子の発現が大幅に低下していた。よってこれらの変異株は、ベシクルの分化やnif遺伝子の転写制御に関わる遺伝子が変異していると考えられた。変異株と復帰変異株のゲノム解析を行うことにより、1つの変異株については変異原因遺伝子を特定することができた。

研究成果

• [国際共同研究] University of New Hampshire(米国)
• [国際共同研究] University of New Hampshire(米国)
• [国際共同研究] ニューハンプシャー大学(米国)
• [国際共同研究] リヨン大学(フランス)
• [雑誌論文] Nitrogen Fixation Mutants of the Actinobacterium <i>Frankia Casuarinae</i> CcI3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kucho K, Tamari D, Matsuyama S, Nabekura T, Tisa LS
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 32 号: 4 ページ: 344-351
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME17099
  • NAID: 130006286300
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Isolation of Mutants of the Nitrogen-Fixing Actinomycete <i>Frankia</i> (2014)
  • 著者名/発表者名: Kakoi K., Yamaura M., Kamiharai T., Tamari D., Abe M., Uchiumi T., Kucho K.
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 29 号: 1 ページ: 31-37
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME13126
  • NAID: 130003382027
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Different dynamics of genome content shuffling among host-specificity groups of the symbiotic actinobacterium Frankia (2014)
  • 著者名/発表者名: Kucho K., Yamanaka T., Sasakawa H., Mansour S.R., Uchiumi T
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 15 ページ: 609-609
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 放線菌Frankiaの窒素固定変異体 (2017)
  • 著者名/発表者名: 九町健一
  • 学会等名: 第27回植物微生物研究会
• [学会発表] 放線菌フランキアの窒素固定オペロンの転写調節機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松木遼太郎
  • 学会等名: 第27回植物微生物研究会
• [学会発表] 放線菌Frankia casuarinaeの窒素固定変異株 (2017)
  • 著者名/発表者名: 九町健一
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会
• [学会発表] 放線菌フランキアの窒素固定変異株のスクリーニングと特徴づけ (2016)
  • 著者名/発表者名: 松山伸太朗,玉利大樹,九町健一
  • 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: 2016-10-22
• [学会発表] 山崩れによりかく乱された御嶽山における根粒と根圏土壌中のフランキアの群集構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 池邉茉莉,中島沙映,山元巧,柴田銃江,今矢明宏,壁谷大介,齋藤智之,岡本透,小野賢治,森貞和仁,飛田博順,九町 健一
  • 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: 2016-10-22
• [学会発表] 放線菌Frankiaの細胞表層多糖の変化が窒素固定と共生に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 九町健一,白石隼大,小川誠也,堅持智博,飛鳥井滉也,金城伶, Philippe Normand,橋本雅仁
  • 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: 2016-10-22
• [学会発表] Isolation and characterization of nitrogen fixation mutants of Frankia (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiki Tamari, Shintaro Matsuyama and Ken-ichi Kucho
  • 学会等名: 18th International meeting on Frankia and actinorhizal plants
  • 発表場所: モンペリエ（フランス）
  • 年月日: 2015-08-25
  • 国際学会
• [学会発表] Influences of alteration of surface polysaccharide in Frankia on symbiotic nitrogen fixation (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi H, Ogawa S, Asukai K, Kinjyo R, Kenmochi T, Hashimoto M and Kucho K
  • 学会等名: 18th International meeting on Frankia and actinorhizal plants
  • 発表場所: モンペリエ（フランス）
  • 年月日: 2015-08-25
  • 国際学会