環境修復・環境生態に関する先導的ゲノム研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17018003
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 津田 雅孝 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90172022)
• 研究分担者: 福田 雅夫 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (20134512) ; 藤井 毅 農業環境技術研究所, 生物生態機能研究領域, 領域長 (00354100) ; 南澤 究 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (70167667) ; 小川 直人 静岡大学, 農学部, 教授 (60354031) ; 宮崎 健太郎 産業技術総合研究所, 生物機能工学研究部門, グループ長 (60344123)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 細菌 / 土壌 / 環境汚染 / 環境修復 / ゲノム / メタゲノム / 発現制御 / 細菌叢

研究概要

様々な汚染物質も含む各種難分解性化合物分解能を有する土壌環境細菌が本来の土壌生態系で示す生きざまの解明をめざし、全ゲノム配列を解読した細菌において、当該環境での生存に極めて重要な遺伝子と本環境で特異的に発現する多数の遺伝子座を同定した。また、環境修復細菌群と土壌環境との相互作用の解明をめざし、汚染物質添加土壌における菌叢や汚染物質分解酵素遺伝子を含む遺伝子プールの経時的変動様式をメタゲノム的手法も用いて提示した。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of Burkholderia multivorans ATCC 17616 genes induced in soil environment by in vivo expression technology. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, E., Ohtsubo, Y., Nagata, Y., Tsuda, M
  • 雑誌名: Environ. Microbiol (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutational analysis of the inducer recognition sites of the LysR-type transcriptional regulator TfdT of Burkholderia sp. NK8. (2009)
  • 著者名/発表者名: Lang, G., Ogawa, N
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 83 ページ: 1085-1094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional metagenomics for enzyme discovery: challenges to efficient screening. (2009)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, T., Miyazaki, K
  • 雑誌名: Curr. Opin. Biotechnol 20 ページ: 616-622
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel organization of aromatic degradation pathway genes in a microbial community as revealed by metagenomic analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Suenaga, H., 6人, Tsuda, M., Miyazaki, K
  • 雑誌名: ISME J 3 ページ: 1335-1348
  • 査読あり
• [雑誌論文] The molecular basis for adaptive evolution in novel extradiol dioxygenases retrieved from the metagenome (2009)
  • 著者名/発表者名: Suenaga, H., Mizuta, S., Miyazaki, K
  • 雑誌名: FEMS Microbiol. Ecol 69 ページ: 472-480
  • 査読あり
• [雑誌論文] An improved method to extract RNA from soil with efficient removal of humic acids. (2009)
  • 著者名/発表者名: ang, Y., Morimoto, S., Ogawa, N., Oomori, T., Fujii, T
  • 雑誌名: Appl. Microbiol 107 ページ: 1168-1177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the traD operon of naphthalene-catabolic plasmid NAH7: a host-range modifier in conjugative transfer. (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, R., Ohtsubo, Y., Nagata Y., Tsuda, M
  • 雑誌名: J. Bacteriol 190 ページ: 6281-6289
  • 査読あり
• [雑誌論文] GenomeMatcher: a graphical user interface for DNA sequence comparison. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo, Y., Ikeda-Ohtsubo, W., Nagata Y., Tsuda, M
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 9 ページ: 376
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revised nomenclature for transposable genetic elements. (2008)
  • 著者名/発表者名: Roberts, A.P., 9人, Tsuda, M., Berg, D. E
  • 雑誌名: Plasmid 60 ページ: 167-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of signature-tagged mutant library in Mesorhizobium loti as a powerful tool for functional genomics. (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimoda, Y., 2人, Minamisawa, K., 3人, Tsuda, M., 5人, Tabata, S., Sato, S
  • 雑誌名: DNA Res 15 ページ: 297-308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pleiotropic roles of iron-responsive transcriptional regulator Fur in Burkholderia multivorans. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuhara, S., 4人, Tsuda, M
  • 雑誌名: Microbiology 154 ページ: 1763-1774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of bphAa gene expression of Rhodococcus sp. strain RHA1 in soil using a new method for RNA preparation from soil. (2008)
  • 著者名/発表者名: Wang, Y., 4人, T., Ogawa, N., Fukuda, M., Fujii, T
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 72 ページ: 694-701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of ring-hydroxylating dioxygenases in styrene and benzene catabolism in Rhodococcus jostii RHA1. (2008)
  • 著者名/発表者名: Patrauchan, M.A., 4人, Fukuda, M., 2人, Eltis, L. D
  • 雑誌名: J. Bacteriol 190 ページ: 37-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of naphthalene-catabolic genes and plasmids from oil-contaminated soil by using two cultivation-independent approaches. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ono, A., 4人, Tsuda, M
  • 雑誌名: App. Microbiol. Biotechnol 74 ページ: 501-510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of two biphenyl dioxygenases for biphenyl/PCB degradation in a PCB degrader, Rhodococcus sp. strain RHA1. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, T., 4人, Fukuda, M
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 71 ページ: 993-1002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global gene expression in Bradyrhizobium japonicum cultured with vanillin, vanillate, 4-hydroxybenzoate, and protocatechuate. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ito, N., 10人, Tsuda, M., Mitsui, M., Minamisawa, K
  • 雑誌名: Microbes Environ 21 ページ: 240-250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple-subunit genes of the aromatic-ring hydroxylating dioxygenase play an active role in biphenyl and polychlorinated biphenyl degradation in Rhodococcus sp. strain RHA1. (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, T, Miyauchi, K, Masai, E, Fukuda, M
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 72 ページ: 5396-5402
  • 査読あり
• [雑誌論文] The complete genome of Rhodococcus sp. RHA1 provides insights into a catabolic powerhouse. (2006)
  • 著者名/発表者名: McLeod, M.P., 24人, Fukuda, M., 2人, Eltis, L. D
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 ページ: 15582-15587
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a response regulator gene for catabolite control from a PCB-degrading β-proteobacteria. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo, Y., Goto, H., Nagata, Y., Kudo, T., Tsuda, M
  • 雑誌名: Acidovorax sp. KKS102. Mol. Microbiol 60 ページ: 1563-1575
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic and functional analysis of the IncP-9 naphthalene-catabolic plasmid NAH7 and its transposon Tn4655 suggests catabolic gene spread by a tyrosine recombinase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sota, M., 6人, Tsuda, M
  • 雑誌名: J. Bacteriol 188 ページ: 4057-4067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organization and localization of the dnaA and dnaK gene regions on the multichromosomal genome of Burkholderia multivorans ATCC 17616. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., 5人, Tsuda, M
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 99 ページ: 603-610
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-temperature-induced transposition of IS elements in Burkholderia multivorans ATCC 17616. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo, Y., Genka, H., Komatsu, H., Nagata, Y., Tsuda, M
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 71 ページ: 1822-1828
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two kinds of chlorochatechol 1, 2-dioxygenase from 2, 4-dichlorophenoxyacetate-degrading Sphingomonas sp. strain TFD44. (2005)
  • 著者名/発表者名: Lang, G., Ogawa, N., Tanaka, Y, Fujii, T., Fulthope, R.R., Fukuda, M., Miyashita, K
  • 雑誌名: Biochem. Biophysi. Res. Comm 332 ページ: 941-948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of a bacterial community in 3-chlorobenzoate-contaminated soil by PCR-DGGE targeting 16S rDNA and the benzoate 1, 2-dioxygenase gene (benA). (2005)
  • 著者名/発表者名: Morimoto. S., Togami, K., Ogawa, N., Hasebe, A., Fujii, T
  • 雑誌名: Microbes Environ 20 ページ: 151-159
  • 査読あり
• [学会発表] 環境汚染土壌における微生物集団のメタゲノム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝
  • 学会等名: 第57回日本生態学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] メタゲノム機能解析とその応用研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮崎健太郎
  • 学会等名: 糸状菌分子生物学研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-11-19
• [学会発表] Bacterial genes specifically induced in soil environment. (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tsuda, E. Nishiyama, Y. Nagata, Y. Ohtsubo
  • 学会等名: NIAES International Symposium: "Challenges for Agro-Environmental Research in Monsoon Asia"
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2009-10-05
• [学会発表] Molecular genetic approaches for elucidating adaptive strategies of bacteria in soil. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagata, Y. Ohtsubo, M. Tsuda
  • 学会等名: ISSM satellite symposium "Environmental genomics"
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] 土壌からのRNA抽出と細菌の遺伝子発現解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小川直人, 福田雅夫
  • 学会等名: 第60回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-08-29
• [学会発表] Development of degradation pathways for chlorinated organic pollutants. (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuda
  • 学会等名: The 4th International Symposium of Environmental Biotechnology
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2008-08-13
• [学会発表] PCB分解菌の全ゲノム解明と環境に応答した遺伝子発現の網羅的解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福田雅夫
  • 学会等名: 日本土壌微生物学会2008年度大会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2008-06-13
• [学会発表] ゲノム情報に基づいた植物共生細菌の環境応答と物質循環機能の解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 南澤究
  • 学会等名: 日本土壌微生物学会2008年度大会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2008-06-13
• [学会発表] 多重染色体性のBurkholderia multivoransのゲノム構造と土壌でのゲノム情報発現 (2008)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝
  • 学会等名: 日本土壌微生物学会2008年度大会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2008-06-13
• [学会発表] メタゲノムを利用したプレタンパク質工学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮崎健太郎
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-12
• [学会発表] A versatile metabolic system in a Rhodococcus PCB degrader. (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuda
  • 学会等名: The 24th International Symposium on the Frontier of Microbiology: Resources, Environment, and Genome
  • 発表場所: Okayama
  • 年月日: 2008-01-25
• [学会発表] 機能発現に基づく環境汚染物質分解酵素遺伝子の生態系からの直接的取得と解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝, 小野玲, 宮崎亮, 府中玄樹, 永田裕二
  • 学会等名: 第59回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東広島
  • 年月日: 2007-09-25
• [学会発表] PCB分解菌の芳香族分解遺伝子発現制御と環境応答 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田雅夫
  • 学会等名: 極限環境微生物学会第8回シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-07-03
• [学会発表] 生態系での細菌ゲノム情報発現 (2007)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝, 西山依里, 宮腰昌利, 永田裕二, 大坪嘉行
  • 学会等名: 極限環境微生物学会第8回シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-07-03
• [学会発表] Rhodococcus catabolic genes and enzymes. (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuda
  • 学会等名: BBSRC International Workshop: Developing a Scientific Strategy for Investigating and Exploiting the Biology of Rhodococcus
  • 発表場所: Belfast, UK
  • 年月日: 2006-09-19
• [学会発表] 多重染色体をもつ環境細菌のゲノム (2005)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝
  • 学会等名: 第7回日本進化学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2005-08-26
• [学会発表] Function of duplicated degradation genes in a rhodococcal PCB degrader. (2005)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuda
  • 学会等名: Industrial Microbiology and Biotechnology Meeting 2005
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2005-08-25
• [図書] 環境汚染物質分解細菌のメタゲノミクス. 「難培養微生物研究の最新技術II」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二, 津田雅孝
  • 総ページ数: 211-219
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] カイメン共在細菌メタゲノム中の環境汚染物質分解酵素遺伝子相同配列の解析. 「マリンメタゲノムの有効利用」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二, 津田雅孝
  • 総ページ数: 166-178
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 新規酵素取得のためのメタゲノム利用技術開発. 「マリンメタゲノムの有効利用」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮崎健太郎
  • 総ページ数: 55-66
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] Bacterial class II catabolic transposons. In "DNA Transposable Elements Research" (2008)
  • 著者名/発表者名: Sota, M., Yano, H., Tsuda, M
  • 総ページ数: 23-67
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [図書] 微生物の事典(メタゲノム) (2008)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝
  • 総ページ数: 661-663
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] バイオフィルムの基礎と制御(難培養性細菌も研究対象とするメタゲノム解析) (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二, 津田雅孝
  • 総ページ数: 103-111
  • 出版者: エヌ・ティー・エス社
• [図書] 比較ゲノム学から読み解く生命システム(土壌環境細菌の比較ゲノム) (2007)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝, 永田裕二, 大坪嘉行
  • 総ページ数: 166-172
  • 出版者: 秀潤社
• [備考] 比較ゲノム解析ツール: GenomeMatcher
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/joho/gm/gmhome.html
• [備考] Rhodococcusゲノムデータベース: Rhodococcus Genome Project
  • URL: http://www.rhodococcus.ca/index.jsp
• [備考] Macroarray analysis page of Bradyrhizobium japonicum
• [産業財産権] 新規な芳香環水酸化酵素及びその遺伝子 (2008)
  • 発明者名: 末永光, 宮崎健太郎
  • 権利者名: 末永光, 宮崎健太郎
  • 産業財産権番号: 特許権特願2008-214862
  • 出願年月日: 2008-08-25
• [産業財産権] 酵素遺伝子スクリーニング法 (2008)
  • 発明者名: 内山拓, 宮崎健太郎
  • 権利者名: 内山拓, 宮崎健太郎
  • 産業財産権番号: 特許権特願2008-200172
  • 出願年月日: 2008-08-01