未開拓遺伝子資源を利用した細菌の有機塩素系環境汚染物質浄化能力の総合的開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18380054
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 永田 裕二 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (30237531)
• 研究分担者: 津田 雅孝 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90172022)
• 研究協力者: 大坪 嘉行 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教 ; JIRI Damborsky マサリク大学(チェコ共和国), 教授 ; 千田 俊哉 産業技術総合研究所, 主任研究員 ; 田之 倉優 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 ; 竹山 春子 早稲田大学, 理工学術院, 教授
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 環境微生物学

研究概要

環境汚染が深刻な代表的な有機塩素系殺虫剤に焦点をあて、(i) 難培養性微生物の遺伝情報も含む未開拓な遺伝子資源から新規の分解酵素遺伝子の取得、(ii) 有機塩素系環境汚染物質分解の鍵酵素である脱ハロゲン酵素の機能改良、(iii) 直接の分解酵素以外で分解活性の発現に必須な細胞因子の同定、(iv) 有効な有機塩素系化合物の生分解システムの構築、を実施し、環境細菌が有する高度難分解性有機塩素系化合物の分解能力に関する重要な基礎的知見を得ると共に、実際の環境浄化へ結びつけるための基盤を整備した。

研究成果

• [雑誌論文] 環境細菌ゲノムの構造と可塑性-難分解性化合物分解の総合職と専門職の場合- (2009)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉行, 永田裕二, 津田雅孝
  • 雑誌名: 化学と生物 47(1) ページ: 35-42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis ofa novel haloalkane dehalogenase DbeA fromBradyrhizobium elkani USDA94. (2009)
  • 著者名/発表者名: Prudnikova, T. T. Mozga, P. Rezacova, R.Chaloupkova, Y. Sato, Y. Nagata, J. Brynda,M. Kuty, J. Damborsky, and I. K. Smatanova.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 65 ページ: 353-356
  • 査読あり
• [雑誌論文] 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, 西山依里, 宮腰昌利, 湯原悟志, 永田裕二, 大坪嘉行
  • 雑誌名: 土と微生物 62 (2) ページ: 93-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] GenomeMatcher : A graphicaluser interface for DNA sequence comparison (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo, Y., W. Ikeda-Ohtsubo, Y. Nagata, and M. Tsuda
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 9 ページ: 376
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the traD operonof naphthalene-catabolic plasmid NAH7 ahost-range modifier in conjugative transfer (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, R., Y. Ohtsubo, Y. Nagata, and M. Tsuda
  • 雑誌名: J. Bacteriol 190 ページ: 6281-6289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of signature-taggedmutant library in Mesorhizobium loti as apowerful tool for functional genomics (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimoda, Y., H. Mitsui, H. Kamimatsuse,K. Minamisawa, E. Nishiyama, Y. Ohtsubo, Y.Nagata, M. Tsuda, S. Shinpo, A. Watanabe, M.Kohara, M. Yamada, Y. Nakamura, S. Tabata and S. Sato
  • 雑誌名: DNAResearch 15 ページ: 297-308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insertion sequence-based cassette PCR cultivation-independent isolation of γ-hexachlorocyclohexane-degrading genes fromsoil DNA (2008)
  • 著者名/発表者名: Fuchu, G., Y. Ohtsubo, M. Ito, R.Miyazaki, A. Ono, Y. Nagata, and M. Tsuda
  • 雑誌名: Appl. Microbiol.Biotechnol 79 ページ: 627-632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pleiotropic roles of iron-responsivetranscriptional regulator Fur in Burkholderiamultivorans (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuhara, S., H. Komatsu, H. Goto, Y.Otsubo, Y. Nagata, and M. Tsuda
  • 雑誌名: Microbiology 154 ページ: 1763-1774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete sequencedetermination combined with analysis oftransposition/site-specific recombination eventsto explain genetic organization of IncP-7 TOLplasmid pWW53 and related mobile geneticelements (2007)
  • 著者名/発表者名: Yano, H., C.E. Garruto, M. Sota, Y.Ohtsubo, Y. Nagata, G.J. Zylstra, P.A.Williams, and M. Tsuda
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 369 ページ: 11-26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization ofgenes encoding a putative ABC-type transporteressential for the utilization of γ-hexachlorocyclohexane in Sphingobiumjaponicum UT26 (2007)
  • 著者名/発表者名: Endo, R., Y. Ohtsubo, M. Tsuda, and Y.Nagata
  • 雑誌名: J. Bacteriol 189 ページ: 3712-3720
  • 査読あり
• [雑誌論文] Degradation of β-hexachlorocyclohexane byhaloalkane dehalogenase LinB from γ-hexachlorocyclohexane-utilizing bacteriumSphingobium sp (2007)
  • 著者名/発表者名: Ito, M., Z. Prokop, M. Klvana, Y. Otsubo, M. Tsuda, J. Damborsky, and Y. Nagata
  • 雑誌名: MI1205. Arch Microbiol 188 ページ: 313-325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aerobic degradation of lindane(γ-hexachlorocyclohexane)in bacteria and itsbiochemical and molecular basis. Appl (2007)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., R. Endo, M. Ito, Y. Ohtsubo and M. Tsuda
  • 雑誌名: Microbiol. and Biotechnol 76 ページ: 741-752
  • 査読あり
• [雑誌論文] The identificationof catalytic pentad in the haloalkanedehalogenase DhmA from Mycobacterium aviumN85 : reaction mechanism and molecularevolution (2007)
  • 著者名/発表者名: Pavlova, M., Klavana, A. Jesenska, Z.Prokop, H. Konecna, T. Sato, M. Tsuda, Y.Nagata, and J. Damborsky
  • 雑誌名: J. Struct. Biol 157 ページ: 384-392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation andcharacterization of naphthalene-catabolic genesand plasmids from oil-contaminated soil by usingtwo cultivation-independent approaches (2007)
  • 著者名/発表者名: Ono, A., R. Miyazaki, M. Sota, Y. Ohtsubo,Y. Nagata, and M. Tsuda
  • 雑誌名: Appl.Microbiol. Biotechnol 74 ページ: 501-510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Senda.Crystallization and preliminary crystallographicanalysis of a haloalkane dehalogenase DbjA fromBradyrhizobium japonicum USDA110 (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., R. Natsume, M. Tsuda, J. Damborsky, Y. Nagata and T
  • 雑誌名: ActaCryst Section F 63 ページ: 294-296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weak activity ofhaloalkane dehalogenase LinB with1, 2, 3-trichloropropane revealed by X-raycrystallography and microcalorimetry (2007)
  • 著者名/発表者名: Monincova, M., Z. Prokop, J. Vevodova, Y.Nagata and J. Damborsky
  • 雑誌名: Appl.Envirom. Microbiol 73 ページ: 2005-2008
  • 査読あり
• [雑誌論文] 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
  • 雑誌名: J. Environ. Biotechnol 7(2) ページ: 75-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] 自然環境で実際に機能する微生物遺伝子の遺伝学的手法による検索と解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝、西山依里、永田裕二、大坪嘉行
  • 雑誌名: 化学と生物 45 ページ: 557-563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Completenucleotide sequence of an exogenously isolatedplasmid pLB1 involved in the degradation ofγ-hexachlorocyclohexane (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, R., Y. Sato, M. Ito, Y. Ohtsubo,Y. Nagata and M. Tsuda
  • 雑誌名: Appl. Envirom.Microbiol 72 ページ: 6923-6933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a responseregulator gene for catabolite control from aPCB-degrading β-proteobacteria, Acidovorax sp. KKS102 (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo, Y., H. Goto, Y. Nagata, T. Kudo,and M. Tsuda
  • 雑誌名: Mol. Microbiol 60 ページ: 1563-1575
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハロアルカンデハロゲナーゼの構造と機能 (2006)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二、津田雅孝
  • 雑誌名: J. Environ. Biotechnol 6 ページ: 87-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] 境汚染物質を分解する酵素遺伝子の土壌からの直接的取得と解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 小野玲、宮崎亮、永田裕二、津田雅孝
  • 雑誌名: バイオインダストリー11月号 23(11) ページ: 44-49
  • 査読あり
• [学会発表] Adaptation and evolution of bacteria in naturalenvironments (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., Y. Ohtsubo, and M. Tsuda
  • 学会等名: Memorial Symposium of the 24th International Prize for Biology -Ecology for the Changing World
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20081210-11
• [学会発表] 分子遺伝学的手法による細菌の土壌環境適応戦略の解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉行, 西山衣里, 宮腰昌利, 永旦裕二, 津田雅孝
  • 学会等名: 2008年度日本生物工学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20080827-29
• [学会発表] 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日本土壌微生物学会 (2008)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝多
  • 学会等名: 2008年度大会シンポジウム
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 20080613-14
• [学会発表] Molecular genetic approaches for elucidating adaptive strategies of bacteria in soil (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., Y. Ohtsubo, and M. Tsuda
  • 学会等名: ISSM satellite symposium Environmental genomics
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2008-11-15
• [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シンポジウム「メタゲノム研究と環境バイオテクノロジー」
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス総合科学部
  • 年月日: 20070925-27
• [学会発表] 培養非依存的手法による土壌環境からの環境汚染物質分解酵素遺伝子の取得 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二、小野玲、宮崎亮、府中玄樹、大坪嘉行、津田雅孝
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第23回大会シンポジウムI : 微生物生態学における環境ゲノミクス
  • 発表場所: 愛媛大学城北キャンパス
  • 年月日: 20070915-18
• [学会発表] 環境での微生物ゲノム情報発現2007年度日本農芸化学会中四国・西日本支部合同大会 (2007)
  • 著者名/発表者名: 津田雅孝
  • 学会等名: シンポジウム「ゲノムからの旅立ち」
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 20070914-15
• [学会発表] Characterization of the traD gene cluster involved in the conjugative transfer of naphthalene-catabolic plasmid NAH7 (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, R., Y. Ohtsubo, Y. Nagata, M.Tsuda
  • 学会等名: ASM Conference on Pseudomonas 2007 Seattle
  • 発表場所: Washington, USA
  • 年月日: 20070826-30
• [学会発表] Haloalkane Dehalogenases Possess Two Different Structural Bases for Their Enantioselectivity (2007)
  • 著者名/発表者名: Prokop, Z., Y. Sato, T. Mozga, P. Jerabek,R. Natsume, J. Florian, M. Tsuda, Y. Nagata,T. Senda, and J. Damborsky
  • 学会等名: BIOTRANS 2007 - 8th International Symposium on Biocatalysis and Biotransformations Oviedo
  • 発表場所: Spain
  • 年月日: 20070708-13
• [学会発表] Functional screening of genes for aromatic ring-hydroxylating oxygenases from soil metagenomic libraries Metagenomics 2007 San Diego (2007)
  • 著者名/発表者名: Ono, A., Y. Ohtsubo, Y. Nagata, M. Tsuda
  • 学会等名: California
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20070611-13
• [学会発表] 生態系での細菌ゲノム情報発現遺伝学的手法を用いた発現遺伝子群の探索極限環境微生物学会 (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: 第8回シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-07-03
• [学会発表] Novel ABC-type transporter genes essential for the γ-hexachlorocyclohexane utilization in Sphingobium japonicum UT26 (2006)
  • 著者名/発表者名: Endo, R., Y. Ohtsubo, M. Tsuda, and Y.Nagata
  • 学会等名: International Symposium on Environmental Biotechnology
  • 発表場所: Leipzig, Germany
  • 年月日: 20060709-13
• [学会発表] Direct isolation of genes and a plasmid for the degradation of γ-hexachlorocyclohexane from contaminated soil (2006)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., M. Ito, R. Miyazaki, G. Fuchu, Y. Ohtsubo, and M. Tsuda
  • 学会等名: International Symposium on Environmental Biotechnology
  • 発表場所: Leipzig, Germany
  • 年月日: 20060709-13
• [学会発表] 細菌由来の脱ハロゲン酵素の構造一機能相関と応用への展望 (2006)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二
  • 学会等名: 平成18年度日本生物工学会北日本支部七タシンポジウム「新しいバイオ技術の創製を目指して」
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2006-08-05
• [図書] 難培養性細菌も研究対象とするメタゲノム解析「バイオフィルムの基礎と制御」 (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: 103-111株式会社エヌ・ティー・エス
• [図書] 「比較ゲノム学から読み解く生命システム-基本概念から最新ゲノム情報まで(細胞工学別冊)」 (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: 土壌環境細菌の比較ゲノム