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2012 年度 実績報告書

新たな高温適応機構の発見につながる好熱性細菌イノシトール代謝の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22310130
研究機関神戸大学

研究代表者

吉田 健一  神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20230732)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードGeobacillus kaustophilus / inositol / Bacillus subtilis
研究概要

イノシトールを利用できなくなった変異株PS8について、イノシトールを唯一の炭素源とする培地での経代培養を繰り返し、サプレッサー変異株を得た。そのうち独立した10株についてゲノム配列を解析した結果、9株については全てCrhホモログの翻訳低下がiol遺伝子群の転写復活に関わることが示唆された。残る1株については別の変異が関与していると示唆されるが、その同定に至ることはできなかった。
耐熱性イノシトール脱水素酵素をコードすることが判明したgk1897、gk1898、gk1899それぞれのin-frame欠損株を作製した。この逆遺伝学解析に必要なGKの遺伝子操作技術の開発を完了し論文を2報発表した。gk1897はシロ-イノシトール代謝に、gk1899はミオ-イノシトールおよびD-キロ-イノシトール代謝にそれぞれ必須であると考えられた。それぞれ性質の異なるイノシトール脱水素酵素の3遺伝子が同時に発現することによって、イノシトール異性体相互変換が細胞内で生じることをメタボローム解析によって見出し、特にシロ-イノシトールの蓄積が低温耐性の獲得に関与する可能性が示唆された。さらに、gk1899はMI代謝以外の未知なる生理機能に関わっており、グルコースを炭素源とする増殖に寄与し、かつ低温での生育を抑制する可能性も示唆された。
変異原処理によるiol変異株とそのサプレッサー変異株の解析より示唆されたiol遺伝子群の復活に影響する遺伝子は枯草菌Crhに相当するタンパク質をコードすることが判明し、PS8におけるiol発現不全はカタボライト抑制と関連する可能性があり、上記の逆遺伝学解析ツールを利用して当該遺伝子の特異的欠失および相補の検討を開始した。

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

    (6件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Genome mining and motif modifications of glycoside hydrolase family 1 members encoded by Geobacillus kaustophilus HTA426 provide thermostable 6-phospho-β-glycosidase and β-fucosidase2012

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Suzuki, Fumiyoshi Okazaki, Akihiko Kondo, Ken-ichi Yoshida
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol.

      巻: 97巻 ページ: 2929-2938

    • DOI

      DOI:10.1007/s00253-012-4168-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three inositol dehydrogenases involved in utilization and interconversion of inositol stereoisomers in a thermophile, Geobacillus kaustophilus HTA4262012

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Yoshida
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 158 ページ: 1942-1952

    • DOI

      10.1099/mic.0.059980-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic transformation of Geobacillus kaustophilus HTA426 by conjugative transfer of host-mimicking plasmids.2012

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Suzuki
    • 雑誌名

      J Microbiol Biotechnol

      巻: 22 ページ: 1279-1287

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Counterselection system for Geobacillus kaustophilus HTA426 through disruption of pyrF and pyrR.2012

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Suzuki
    • 雑誌名

      Appl Environ Microbiol

      巻: 78 ページ: 7376-7383

    • 査読あり
  • [学会発表] Geobacillus kaustophilus HTA426が有する3種イノシトール脱水素酵素の生理的意義2012

    • 著者名/発表者名
      吉田健一
    • 学会等名
      平成24年度グラム陽性菌のゲノム生物学研究会
    • 発表場所
      焼津
    • 年月日
      20120830-20120901
  • [学会発表] Geobacillus kaustophilus HTA426のiol変異株とそのサプレッサーの全ゲノム解析2012

    • 著者名/発表者名
      吉田健一
    • 学会等名
      平成24年度グラム陽性菌のゲノム生物学研究会
    • 発表場所
      焼津
    • 年月日
      20120830-20120901

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公開日: 2014-07-24  

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