酢酸菌・近縁種内の比較ゲノム・フェノーム解析に基づく種内の機能比較

• 研究課題/領域番号: 26830126
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ゲノム生物学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 松谷 峰之介 山口大学, 創成科学研究科, 学術研究員 (70380558)
• 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: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 同一種多菌株比較ゲノム / 酢酸菌 / 表現型解析 / Acetobacter pasteurianus / ドラフトゲノム解析 / 同一種多菌種間比較ゲノム / Acetobacer pasteurianus / 同一種多株間比較ゲノム

研究成果の概要

酢酸菌は工業的に食酢の醸造に用いられている。多くの近縁種または株が報告されているが、これらの株は互いに近縁であるにも関わらず、しばしばかなり異なる表現型を示すことが知られている。表現型の違いの原因を遺伝的な要因から明らかにするために、酢酸菌近縁株9株についてゲノム配列解析と比較ゲノム解析と表現型比較を行った。その結果、タイで分離された株SKU1108が、最も高い耐熱性を示した。この株と最も近縁であったのは、アフリカ由来の株であったため、これらの株では熱帯環境への適応が起きていることが示唆された。また個々の株の耐熱性が耐熱遺伝子により直接的な影響を受けていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Complete Genome Sequencing and Comparative Genomic Analysis of the Thermotolerant Acetic Acid Bacterium, <i>Acetobacter pasteurianus</i> SKU1108, Provide a New Insight into Thermotolerance (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsutani, M., Hirakawa, H., Hiraoka, E., Theeragool, G., Yakushi, T. and Matsushita, K.
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 31 号: 4 ページ: 395-400
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME16023
  • NAID: 130005434990
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Determination of Dehydrogenase Activities Involved in D-Glucose Oxidation in Gluconobacter and Acetobacter Strains. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sainz, F., Jesus Torija, M., Matsutani, M., Kataoka, N., Yakushi, T., Matsushita, K. and Mas, A.
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 7 ページ: 1358-1358
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.01358
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Adaptive mutation related to cellulose producibility in Komagataeibacter medellinensis (Gluconacetobacter xylinus) NBRC 3288. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsutani M, Ito K, Azuma Y, Ogino H, Shirai M, Yakushi T, Matsushita K.
  • 雑誌名: Appl Microbiol Biotechnol 巻: 99 号: 17 ページ: 7229-7240
  • DOI: 10.1007/s00253-015-6598-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A functionally critical single nucleotide polymorphism in the gene encoding the membrane-bound alcohol dehydrogenase found in ethanol oxidation-deficient Gluconobacter thailandicus (2015)
  • 著者名/発表者名: P Charoenyingcharoen, M Matsutani, T Yakushi, G Theeragool, P Yukphan, K Matsushita
  • 雑誌名: Gene 巻: in press 号: 2 ページ: 3552-3560
  • DOI: 10.1016/j.gene.2015.04.080
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel Na+(K+)/H+ antiporter plays an important role in the growth of Acetobacter tropicalis SKU1100 at high temperatures via regulation of cation and pH homeostasis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Soemphol W, Tatsuno M, Okada T, Matsutani M, Kataoka N, Yakushi T, Matsushita K.
  • 雑誌名: J Biotechnol. 巻: 211 ページ: 46-55
  • DOI: 10.1016/j.jbiotec.2015.06.397
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Efficient production of 2,5-diketo-D-gluconate via heterologous expression of 2-keto-D-gluconate dehydrogenase in Gluconobacter japonicus. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kataoka N, Matsutani M, Yakushi T, Matsushita K.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 巻: 81(10) 号: 10 ページ: 3552-3560
  • DOI: 10.1128/aem.04176-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Replacement of a terminal cytochrome c oxidase by ubiquinol oxidase during the evolution of acetic acid bacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsutani M, Fukushima K, Kayama C, Arimitsu M, Hirakawa H, Toyama H, Adachi O, Yakushi T, Matsushita K.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 巻: 1837 号: 10 ページ: 1810-1820
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2014.05.355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Draft genome sequence of Gluconobacter thailandicus NBRC 3257 (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsutani M, Suzuki H, Yakushi T, Matsushita K.
  • 雑誌名: Standards in Genomic Sciences 巻: 9 号: 3 ページ: 614-623
  • DOI: 10.4056/sigs.4778605
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Overexpression of a type II 3-dehydroquinate dehydratase enhances the biotransformation of quinate to 3-dehydroshikimate in Gluconobacter oxydans (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishikura-Imamura S, Matsutani M, Insomphun C, Vangnai AS, Toyama H, Yakushi T, Abe T, Adachi O, Matsushita K.
  • 雑誌名: Appl Microbiol Biotechnol 巻: 98 号: 7 ページ: 2955-2963
  • DOI: 10.1007/s00253-013-5439-z
  • 査読あり
• [学会発表] 酢酸菌Acetobacter pasteurianus SKU1108の高温適応化株TH-3の発現解析から見える耐熱化機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松谷 峰之介、西倉 慎顕、秦野 智行、Saichana Natsaran、Masud-Tippayasak Uraiwan、服部 浩美、貝沼(岡本) 章子、兼崎 友、石川 森男、片岡 尚也、薬師 寿治、松下 一信
  • 学会等名: 第11回ゲノム微生物学会・総会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市（慶応義塾大学湘南藤沢キャンパス）
  • 年月日: 2017-03-02
• [学会発表] 酢酸菌Acetobacter pasteurianus 12株のゲノム情報と耐熱性との相関に関する解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松谷峰之介、山下隆司、古川藍子、辰野真木、貝沼（岡本）章子、 石川森夫、志波優、吉川博文、平川英樹、薬師寿治、松下一信
  • 学会等名: 第10回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京工業大学・大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] ゲノムからみた酢酸菌の耐熱性と耐熱化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松谷峰之介
  • 学会等名: 酢酸菌研究会・第８回研究集会
  • 発表場所: 和歌山県紀の川市・近畿大学 生物理工学部キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 耐熱性酢酸菌Acetobacter pasteurianus SKU1108 (NBRC 101655) 株の 完全長ゲノム配列の決定および比較ゲノム解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松谷 峰之介、平川 英樹、薬師 寿治、松下 一信
  • 学会等名: 第７回酢酸菌研究会
  • 発表場所: 東京大学農学部・中島記念ホール（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-10-10
• [学会発表] 酢酸菌Komagataeibacter medellinensis NBRC 3288株のセルロース非生産株から生産株への復帰機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松谷峰之介，伊藤光平，東慶直，荻野英賢，白井睦訓，薬師寿治，松下一信
  • 学会等名: 第９回ゲノム微生物学会・総会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市・神戸大学（六甲第二キャンパス）神大会館
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-08
• [学会発表] 酢酸菌Komagataeibacter medellinensis NBRC 3288のセルロース非生産株から生産株への適応変異 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松谷峰之介，伊藤光平，東慶直，荻野英賢，白井睦訓，薬師寿治，松下一信
  • 学会等名: 第6回酢酸菌研究会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市・日本大学藤沢キャンパス 生物資源科学部 本館４階大講堂
  • 年月日: 2014-12-05