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2019 年度 実績報告書

汚染土壌由来の有害化合物分解コンソーシアム:分解菌に対する共存非分解菌の役割

研究課題

研究課題/領域番号 17H03781
研究機関東北大学

研究代表者

津田 雅孝  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90172022)

研究分担者 永田 裕二  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (30237531)
大坪 嘉行  東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (40342761)
加藤 広海  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (90727265)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード土壌汚染防止・浄化 / 有害化学物質 / 細菌 / 遺伝子 / 微生物相互作用
研究実績の概要

有害化合物分解細菌による効率的分解に共存非分解異種細菌が果たす役割とその機構の解明をめざした。汚染土壌から取得したフェナントレン(Phn)分解コンソーシアム由来のPhn完全分解Mycobacterium株と非分解Burkholderia株の組み合わせを中心にして、前者株がPhnで生育阻害されるGI現象を規定する遺伝子、そして、Phnによる前者株の生育阻害を後者株が緩和するSGI現象に各々関わる遺伝子の同定・解析を行ってきた。
1. Mycobacterium株からPhnによる生育阻害が大幅に緩和した突然変異株を前年度に複数単離した。本年度の研究で、そのうちの4株では細胞膜局在性の異なるタンパク質をコードする遺伝子に各々突然変異が存在し、この中の1株では細胞形態が変化していた。従って、Phn耐性と膜タンパク質の関連性が示唆され、細胞膜局在性タンパク質変異によるPhnの細胞外排出または細胞表層安定性の増強の結果としてのPhn耐性能獲得が推定された。
2. 前年度までのMycobacterium株のゲノム解析とRNA-seq解析で、Phnはフタル酸(Pht)、続いてプロトカテキュ酸(Pct)経由で分解され、その分解酵素遺伝子群の複数オペロンでの構成と、これらオペロンのPhn存在下での転写誘導を示していた。当該遺伝子クラスター内の推定転写制御遺伝子phtRの本年度での解析で、PhtRがPhnからPctまでの分解反応に関与する4オペロンの転写をPhn存在時に誘導することを示した。
3. Mycobacterium株とは進化系統関係が遠いProteobacteria門で多環芳香族化合物分解能を有する様々な環境細菌株はいずれも当該化合物に対するGI現象を示さず、現時点ではPhnによる生育阻害現象はMycobacterium株に限定されていた。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Expression of an alcohol dehydrogenase gene in a heterotrophic bacterium induces carbon dioxide-dependent high-yield growth under oligotrophic conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Inaba, Hironori Sakai, Hiromi Kato, Takayuki Horiuchi, Hirokazu Yano, Yoshiyuki Ohtsubo, Masataka Tsuda, and Yuji Nagata
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 166 ページ: -

    • DOI

      10.1099/mic.0.000908

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suppression of substrate inhibition in phenanthrene-degrading Mycobacterium by co-cultivation with a non-degrading Burkholderia strain2019

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Natsumi、Kato Hiromi、Kishida Kouhei、Ichihashi Eikichi、Ishige Taichiro、Yoshikawa Hirofumi、Nagata Yuji、Ohtsubo Yoshiyuki、Tsuda Masataka
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 165 ページ: 625~637

    • DOI

      10.1099/mic.0.000801

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Thalassococcus sp. Strain S3, a Marine Roseobacter Clade Member Capable of Degrading Carbazole2019

    • 著者名/発表者名
      Vejarano Felipe、Suzuki-Minakuchi Chiho、Ohtsubo Yoshiyuki、Tsuda Masataka、Okada Kazunori、Nojiri Hideaki
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 ページ: e00231-19

    • DOI

      10.1128/MRA.00231-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lessons from the genomes of lindane‐degrading sphingomonads2019

    • 著者名/発表者名
      Nagata Yuji、Kato Hiromi、Ohtsubo Yoshiyuki、Tsuda Masataka
    • 雑誌名

      Environmental Microbiology Reports

      巻: 11 ページ: 630~644

    • DOI

      10.1111/1758-2229.12762

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conjugative Transfer of IncP-9 Catabolic Plasmids Requires a Previously Uncharacterized Gene, mpfK, Whose Homologs Are Conserved in Various MPFT-Type Plasmids2019

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kouhei、Nonoyama Shouta、Lukas Tim、Kawahara Shotaro、Kudo Koji、Nagata Yuji、Ohtsubo Yoshiyuki、Tsuda Masataka
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 85 ページ: e01850-19

    • DOI

      10.1128/AEM.01850-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Properties and efficient scrap-and-build repairing of mechanically sheared 3’ DNA ends2019

    • 著者名/発表者名
      Ohtsubo Yoshiyuki、Sakai Keiichiro、Nagata Yuji、Tsuda Masataka
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 ページ: 409

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0660-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] キャピラリーシーケンサーとTraceViewerを用いたDNA解析のススメ2020

    • 著者名/発表者名
      大坪嘉行、永田裕二、津田雅孝
    • 学会等名
      第14回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] Burkholderia属ヘム獲得系転写活性化因子HemPの普遍的機能の解析2020

    • 著者名/発表者名
      野々山翔太、佐藤拓哉、永田裕二、大坪嘉行、津田雅孝
    • 学会等名
      第14回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] 有機塩素殺虫剤分解酵素遺伝子取得のための人工キャプチャリング株の構築2020

    • 著者名/発表者名
      蘇立俊、加藤広海、大坪嘉行、津田雅孝、永田裕二
    • 学会等名
      第14回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] qTnSeq法を利用したPCB/ビフェニル分解菌の分解制限要因の同定と排除2020

    • 著者名/発表者名
      逸見裕太郎、永田裕二、津田雅孝、大坪嘉行
    • 学会等名
      第14回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] PCB/ビフェニル分解菌Acidovorax sp. KKS102株が有するICEの接合伝達に関与するtraR遺伝子の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      松本哲、酒井啓一郎、永田裕二、津田雅孝、大坪嘉行
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] Burkholderia multivoransの鉄硫黄クラスター生合成遺伝子群における転写活性化機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      野々山翔太、岸田康平、永田裕二、大坪嘉行、津田雅孝
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] PCB分解菌Acidovorax sp. KKS102株が示す多段階増殖とレスポンスレギュレーターBphQの翻訳後修飾2020

    • 著者名/発表者名
      酒井啓一郎、永田裕二、津田雅孝、大坪嘉行
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] 培養条件検討からadhX遺伝子依存的貧栄養環境生育機構に迫る2020

    • 著者名/発表者名
      酒井洋範、加藤広海、大坪嘉行、津田雅孝、永田裕二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] 超音波で断片化したDNAの3'端と効率的修復2020

    • 著者名/発表者名
      大坪嘉行、酒井啓一郎、永田裕二、津田雅孝
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] IscR of Burkholderia multivorans plays both repressing and activating roles in transcription of isc operon for biosynthesis of Fe-S cluster2019

    • 著者名/発表者名
      Shouta Nonoyama, Kouhei Kishida, Yuji Nagata, Yoshiyuki Ohtsubo, Masataka Tsuda
    • 学会等名
      8th Congress of European Microbiologists
    • 国際学会
  • [学会発表] 土壌細菌叢の初期形成過程における移動性細菌の役割2019

    • 著者名/発表者名
      加藤広海、津田雅孝、永田裕二
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
  • [学会発表] 環境細菌におけるadhX遺伝子が関与する貧栄養環境適応機構の普遍性2019

    • 著者名/発表者名
      酒井洋範、加藤広海、大坪嘉行、津田雅孝、永田裕二
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会

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公開日: 2021-01-27  

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