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2020 年度 実績報告書

環境ダイレクトに選抜された植物分解酸化還元酵素の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K15881
研究機関北海道大学

研究代表者

堀 千明  北海道大学, 工学研究院, 助教 (50722948)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード木材腐朽
研究実績の概要

最近、申請者は環境条件下での木材腐朽で実際に働いている酵素を初めて網羅的に同定した(Hori et al. AEM 80(20) 2018. Spotlight researchに選択された)。その結果、様々な微生物種由来の1000個以上の遺伝子が、木材分解に関わっていることが予想された。これら遺伝子資源はほとんどが解析されていない配列であった。また、それらの中には、相乗的に働くことが知られているセルラーゼ・ヘミセルラーゼが高発現していたことから、生物相互作用により選抜された酵素は基質に適応した分解を達成していると考えられた。そこで本研究では、自然環境下での木材分解酵素を対象として、酵素を生化学的に解析し、多様な微生物が関与する分解酵素のネットワークを明らかにすることを目標とする。

今年度は、自然環境下において複数の地点での腐朽木材を回収し、微生物叢や酵素配列および発現量を網羅的に解析する、メタオミクス解析に関する解析を進めることで、微生物種や分解酵素について明らかにした。その結果、見た目の腐朽型および微生物群との相関および分解酵素の関係性を解明できた。また、得られた情報の中から酸化還元酵素遺伝子の選択を行い、遺伝子合成および酵素生産・酵素解析を行った。このような結果から、自然環境下で働く分解酵素の機能を明らかにできた。それら成果を元に、論文発表5件、学会発表5件(うち招待講演2件)を行なった。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Forest Products Laboratory/JGI institute(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Forest Products Laboratory/JGI institute
  • [雑誌論文] Impact of abiotic stress on the regulation of cell wall biosynthesis in Populus trichocarpa2020

    • 著者名/発表者名
      Hori Chiaki、Yu Xiang、Mortimer Jenny C.、Sano Ryosuke、Matsumoto Tomoko、Kikuchi Jun、Demura Taku、Ohtani Misato
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 37 ページ: 273~283

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.20.0326a

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identifying transcription factors that reduce wood recalcitrance and improve enzymatic degradation of xylem cell wall in Populus2020

    • 著者名/発表者名
      Hori Chiaki、Takata Naoki、Lam Pui Ying、Tobimatsu Yuki、Nagano Soichiro、Mortimer Jenny C.、Cullen Dan
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 22043

    • DOI

      10.1038/s41598-020-78781-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport-coupled ubiquitination of the borate transporter BOR1 for its boron-dependent degradation2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Akira、Hosokawa Takuya、Beier Marcel Pascal、Oshima Keishi、Ogino Yuka、Hori Chiaki、Takasuka Taichi E、Fukao Yoichiro、Fujiwara Toru、Takano Junpei
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 33 ページ: 420~438

    • DOI

      10.1093/plcell/koaa020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation of poly[d-lactate (LA)-co-3-hydroxybutyrate)]-degrading bacteria from soil and characterization of d-LA homo-oligomer degradation by the isolated strains2020

    • 著者名/発表者名
      Hori Chiaki、Sugiyama Tomohiro、Watanabe Kodai、Sun Jian、Kamada Yuu、Ooi Toshihiko、Isono Takuya、Satoh Toshifumi、Sato Shin-ichiro、Taguchi Seiichi、Matsumoto Ken'ichiro
    • 雑誌名

      Polymer Degradation and Stability

      巻: 179 ページ: 109231~109231

    • DOI

      10.1016/j.polymdegradstab.2020.109231

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proteomic characterization of lignocellulolytic enzymes secreted by the insect-associated fungus Daldinia decipiens oita, isolated from a forest in Northern Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Hori Chiaki、Song Ruopu、Matsumoto Kazuki、Matsumoto Ruy、Minkoff Benjamin B.、Oita Shuzo、Hara Hideho、Takasuka Taichi E.
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 86 ページ: e02350-19

    • DOI

      10.1128/AEM.02350-19

  • [学会発表] 植物バイオマス分解利用に関する基礎研究2021

    • 著者名/発表者名
      堀千明
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物による木材腐朽の多様性に関するオミクス解析2021

    • 著者名/発表者名
      堀千明
    • 学会等名
      第71回 日本木材学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] RuBisCO経路を利用した組換え大腸菌によるポリヒドロキシアルカン酸の合成とRuBisCO評価系への応用2021

    • 著者名/発表者名
      藤原悠暉、斎藤樹理、永田暁洋、大潟祥梧、二宮太樹、谷口遼、松本直己、堀千明、大井俊彦、蘆田弘樹、松本謙一郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
  • [学会発表] Aspergillus nidulans由来新規ラムのガラクツロナンリアーゼの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤昴希、鈴木裕満、鈴木健吾、酒井杏匠、高須賀太一、堀千明、加藤雅士、志水元亨
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
  • [学会発表] 病原性腐朽菌ベッコウタケ 由来ラッカーゼ と樹木由来生体防御物質との反応2020

    • 著者名/発表者名
      久保田美穂、堀千明、大井俊彦、松本謙一郎
    • 学会等名
      糸状菌分子生物学カンファレンス若手の会2020年度大会
  • [産業財産権] 担子菌由来の新規な高機能性リパーゼの利用2021

    • 発明者名
      堀 千明
    • 権利者名
      堀 千明
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-024557

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公開日: 2022-12-28  

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