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2020 年度 実績報告書

時空間的探索による一酸化炭素資化菌の包括的研究とその応用基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H06381
研究機関京都大学

研究代表者

左子 芳彦  京都大学, 農学研究科, 研究員 (60153970)

研究分担者 吉田 天士  京都大学, 農学研究科, 教授 (80305490)
神川 龍馬  京都大学, 農学研究科, 准教授 (40627634)
緒方 博之  京都大学, 化学研究所, 教授 (70291432)
安田 尚登  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (90175646)
奥西 将之  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 准教授 (70373090)
研究期間 (年度) 2016-05-31 – 2021-03-31
キーワード一酸化炭素資化性菌 / CO代謝 / ゲノム解析 / 海洋コア / 好熱菌
研究実績の概要

本研究では、強力な一酸化炭素(CO)利用能を有する古代型CO資化菌を総合的に理解し、二酸化炭素削減と次世代炭素循環の創生を目指し、以下の具体的目標を掲げてきた。・分離探索とメタゲノム解析による古代型CO資化菌とCO代謝遺伝子群の多様性を明確化する。・様々な本菌生息環境をオミックス解析し、本菌によるCO資化および水素生産を中心とした、未知の環境微生物代謝系を解明する。・高性能CO代謝酵素の生化学的特性に基づく、効率的水素生成微生物の作出と、その鍵酵素の還元反応を応用してCO2からCOを生成するバイオ触媒開発の基盤を構築する。
本研究目的において、今年度の主な研究成果は大きく分けて以下の4点である。(1) DNAメタバーコーディング解析によって水素生成型CODH遺伝子を環境中から網羅的に検出する手法の開発に成功した。本手法を用いた解析によって、既知の水素生成型CODH遺伝子とは異なる配列を有する新規CODH遺伝子が検出され、分子系統解析の結果においても独自のクレードを形成した。(2) (1) において新規CODH遺伝子が検出されたサンプルDNAから、少なくとも新科に分類されると考えられる水素生成型CO資化菌由来の高品質メタゲノムアセンブリを構築した。(3) バイオ触媒開発に適した酸素耐性型好熱性CO資化菌のトランスクリプトーム解析によって、これまでに知られているようなCO感知型転写調節ではなく、COに依存しない新たなCO代謝遺伝子群の転写調節機構をもつ可能性が強く示唆された。(4) 酸素耐性型好熱性CO資化菌のCO代謝遺伝子欠損株を異なる培地条件下で培養することで、本菌における基質によるCO資化能の活性化・不活化条件を明らかにできた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Diversity analysis of thermophilic hydrogenogenic carboxydotrophs by carbon monoxide dehydrogenase amplicon sequencing using new primers2021

    • 著者名/発表者名
      Omae Kimiho、Oguro Tatsuki、Inoue Masao、Fukuyama Yuto、Yoshida Takashi、Sako Yoshihiko
    • 雑誌名

      Extremophiles

      巻: 25 ページ: 61~76

    • DOI

      10.1007/s00792-020-01211-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genetic Engineering of Carbon Monoxide-dependent Hydrogen-producing Machinery in <i>Parageobacillus thermoglucosidasius</i>2020

    • 著者名/発表者名
      Adachi Yuka、Inoue Masao、Yoshida Takashi、Sako Yoshihiko
    • 雑誌名

      Microbes and Environments

      巻: 35 ページ: ME20101

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME20101

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Thermanaeromonas sp. Strain C210, Isolated in the Presence of Carbon Monoxide2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Masao、Tanimura Ayumi、Fukuyama Yuto、Okunishi Suguru、Maeda Hiroto、Yoshida Takashi、Sako Yoshihiko
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 9 ページ: e00608-20

    • DOI

      10.1128/MRA.00608-20

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Carbon monoxide-dependent transcriptional changes in a thermophilic, carbon monoxide-utilizing, hydrogen-evolving bacterium Calderihabitans maritimus KKC1 revealed by transcriptomic analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Masao、Izumihara Hikaru、Fukuyama Yuto、Omae Kimiho、Yoshida Takashi、Sako Yoshihiko
    • 雑誌名

      Extremophiles

      巻: 24 ページ: 551~564

    • DOI

      10.1007/s00792-020-01175-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 始原的呼吸機構の遺伝学的解析に向けたParageobacillus thermoglucosidasiusにおける一酸化炭素酸化能欠失株の創出とその性状2020

    • 著者名/発表者名
      足立夕花、井上真男、吉田天士、左子芳彦
    • 学会等名
      日本地球化学会第67回オンライン年会
  • [学会発表] 集積培養系による新奇水素生成型一酸化炭素酸化菌のゲノム構築2020

    • 著者名/発表者名
      西田志穂、大前公保、井上真男、神川龍馬、吉田天士、左子芳彦
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会近畿支部例会
  • [学会発表] 好気・嫌気型の両一酸化炭素脱水素酵素を唯一保有する好熱菌の発見と諸性状2020

    • 著者名/発表者名
      井上真男、日野太貴、岡元俊輔、吉田天士、左子芳彦
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会春季大会
  • [図書] 脱石油に向けたCO2資源化技術―化学・生物プロセスを中心に―2020

    • 著者名/発表者名
      井上真男、吉田天士、左子芳彦
    • 総ページ数
      375
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1510-2
  • [備考] 京都大学海洋分子微生物学研究室

    • URL

      http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/index.php?id=1

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公開日: 2021-12-27  

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