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2012 年度 実績報告書

土壌環境下における放線菌有用機能の発現制御ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21380050
研究機関独立行政法人農業環境技術研究所

研究代表者

藤井 毅  独立行政法人農業環境技術研究所, 生物生態機能研究領域, 領域長 (00354100)

研究分担者 齋藤 明広  静岡理工科大学, 理工学部, 准教授 (50375614)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2014-03-31
キーワード土壌環境 / 放線菌 / 抗生物質生産 / キチン / キチナーゼ / 遺伝子発現制御
研究概要

昨年度、放線菌ゲノム・マイクロアレイを用いた遺伝子発現解析で、土壌中で生育している放線菌において、キチンによる転写の誘導が認められた8つの抗生物質生産関連遺伝子群について、それぞれ複数の遺伝子の発現を検出するための特異プライマーを設計・合成し、土壌で生育している放線菌Streptomyces coelicolor A3(2)株からRNAを抽出、得られたmRNA中のこれら遺伝子の転写量を定量RT-PCRを用いて測定した結果、土壌中で生育しているA3(2)株でこれら遺伝子は例外なくキチンの添加によって発現が誘導されることが確認された。特にCryptic polyketide合成関連遺伝子群のポリケタイド合成遺伝子ckpIは、キチンにより百数十倍もその発現量が増大することが明らかとなった。さらに、放線菌抗生物質のキチンによる生産量増大は、土壌抽出液を添加した寒天培地上でも確認され、キチンを含む寒天培地に土壌抽出液を入れた場合に、青色抗生物質であるアクチノロージンンの生産の増加が認められ、土壌の可溶性画分に放線菌の抗生物資生産を誘発する物質が存在することが明らかとなった。
また、抗生物質生産を制御することが知られている転写因子DasRの遺伝子破壊株と野生株をキチン存在下土壌中で生育させ、それぞれのゲノムにコードされている遺伝子の発現をマイクロアレイを用いて網羅的に比較解析した結果、dasR 遺伝子の破壊によって総計690個の遺伝子の発現が影響を受けることが明らかとなった。中でも土壌で生育中にキチンによって転写誘導がかかる抗生物質生産関連遺伝子群の発現がdasR遺伝子破壊株で高まることから、dasRがこれら遺伝子群の発現を負に制御していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Chitin-induced gene expression in secondary metabolic pathways of Streptomyces coelicolor A3(2) grown in soil2013

    • 著者名/発表者名
      Nazari, B., Kobayashi, M., Saito, A., Hassaninasab, A., Miyashita, K., Fujii, T.
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol

      巻: 79 ページ: 707-713

    • DOI

      10.1128/AEM.02217-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enzymatic and genetic characterization of the DasD protein possessing N-acetyl-β-D-glucosaminidase activity in Streptomyces coelicolor A3(2)2013

    • 著者名/発表者名
      Saito A, Ebise H, Orihara Y, Murakami S, Sano Y, Sugiyama Y, Ando A, Fujii T, Miyashita, K
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Letters

      巻: 340 ページ: 33-40

    • DOI

      doi: 10.1111/1574-6968.12069

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel method for RNA extraction from Andosols using casein and its application to amoA gene expression study in soil2012

    • 著者名/発表者名
      Wang, Y., Nagaoka, K., Hayatsu M., Sakai Y., Tago K., Asakawa S., Fujii, T.
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol

      巻: 96(3) ページ: 793-802

    • DOI

      10.1007/s00253-012-4342-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of potato scab-causing Streptomyces sp. occurring in strongly acidic soils in Saga Prefecture in Japan2012

    • 著者名/発表者名
      Tashiro N, Manabe K, Saito A, Miyashita K
    • 雑誌名

      J. Gen. Plant Pathol

      巻: 78 ページ: 353-359

    • DOI

      10.1007/s10327-012-0393-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extraction of Bacterial RNA from Soil: Challenges and Solutions2012

    • 著者名/発表者名
      Wang Y, Hayatsu M, Fujii T
    • 雑誌名

      Microbes and Environments

      巻: 27 ページ: 111-121

    • DOI

      doi: 10.1264/jsme2.ME11304

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific gene responses of Rhodococcus jostii RHA1 during growth in soil2012

    • 著者名/発表者名
      Iino T, Wang Y, Miyauchi K, Kasai D, Masai E, Fujii T, Ogawa N, Fukuda M
    • 雑誌名

      Applied Environmental Microbiology

      巻: 78 ページ: 6954-6962

    • DOI

      doi: 10.1128/AEM.00164-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Classification of chitosanase by hydrolytic specificities toward N1,N4-diacetylchitohexaose2012

    • 著者名/発表者名
      Hirano K, Watanabe M, Seki K, Ando A, Saito A, Mitsutomi M
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 76 ページ: 1932-1937

    • DOI

      doi: 10.1271/bbb.12040

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression of a bacterial chitosanase in rice plants improve disease resistance to the rice blast fungus Magnaporthe oryzae2012

    • 著者名/発表者名
      Kouzai Y, Mochizuki S, Saito A, Ando A, Minami E, Nishizawa Y
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 31 ページ: 629-636

    • DOI

      doi: 10.1007/s00299-011-1179-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aleuria aurantia lectin exhibits antifungal activity against Mucor racemousus.2012

    • 著者名/発表者名
      Amano K, Katayama H, Saito A, Nagata Y
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry.

      巻: 76 ページ: 967-970

    • DOI

      doi: 10.1271/bbb.110982

    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞質局在型N-アセチル-β-D-グルコサミニダーゼDasDの放線菌Streptomyces coelicolor A3(2)における機能の解析2013

    • 著者名/発表者名
      齋藤明広,村上聡史,海老瀬広規,杉山裕多,安藤昭一,藤井毅,宮下清貴
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20130324-20130328
  • [学会発表] A universal method for RNA extraction from soil using casein and its application to amoA gene expression study in Andosols2012

    • 著者名/発表者名
      Wang Y, Nagaoka K, Hayatsu M, Sakai Y, Tago K, Asakawa S, Akiyama H, Fujii T
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] Sequence analysis of a fosmid clone possessing AOA amoA and 16S rDNA from agricultural soil2012

    • 著者名/発表者名
      Sakai Y, Hayatsu M, Fujii T
    • 学会等名
      日本微生物生態学会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      20120919-20120922
  • [学会発表] Biodegradation of chitin in soil by Streptomyces coelicolor A3(2)2012

    • 著者名/発表者名
      Nazari B, Kobayashi M, Fujii T
    • 学会等名
      日本放線菌学会
    • 発表場所
      府中の森芸術劇場
    • 年月日
      20120906-20120907

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公開日: 2014-07-24  

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