多彩な能力を有するスフィンゴモナス細菌群のゲノムの可塑性とその構成原理の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22658024
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 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) ; 大坪 嘉行 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教 (40342761)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 微生物学

研究概要

スフィンゴモナス細菌群の代表株として、全ゲノム情報が判明し、分子遺伝学的手法が確立している有機塩素系殺虫剤.-HCH完全分解資化細菌Sphingobium japonicum UT26株、および本菌株に特異的な性質である.-HCH分解に関与するlin遺伝子群を主な実験材料として用い、UT26株のゲノム動態に挿入配列IS6100が重要な役割を果たしていることを明らかにした。さらに、UT26株以外の.-HCH分解能を有するスフィンゴモナス細菌3株(MM-1株、MI1205株、TKS株)のドラフトゲノム解析を実施し、これらの株がそれぞれ独立にlin遺伝子群を獲得して.-HCH分解菌となったことを示唆する知見を得ると共に、スフィンゴモナス細菌特有のプラスミドの構造を明らかにした。また、その他環境細菌を材料とした関連研究も実施した。

研究成果

• [雑誌論文] Genomic organization and genomic structural rearrangements of Sphingobium japonicum UT26, an archetypal gamma-hexachlorocyclohexane-degrading bacterium (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., S. Natsui, R. Endo, Y. Ohtsubo, N. Ichikawa, A. Ankai, A. Oguchi, S. Fukui, N. Fujita, and M. Tsuda
  • 雑誌名: Enzyme and Microbial Technology 巻: 49 ページ: 499-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stereoselectivity and conformational stability of haloalkane dehalogenase DbjA from Bardyrhizobium japonicum USDA110 : the effect of pH and temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Chaloupkova, R., Z. Prokop, Y. Sato, Y. Nagata, and J. Damborsky
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 278 ページ: 2728-2738
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a crystallization protocol for the DbeA1 variant of novel haloalkane dehalogenase from Bradyrhizobium elkkani USDA94 (2011)
  • 著者名/発表者名: Prudnikova, T., R. Chalouplova, Y. Sato, Y. Nagata, O. Degtjarik, M. Kuty, P. Rezacova, J. Damborsky, and I. Kuta Smatanova
  • 雑誌名: Crysta Growth & Design 巻: 11 ページ: 516-519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical characteristics of the novel haloalkane dehalogenase DatA isolated from the plant pathogen Agrobacterium tumefaciens C58. Appl (2011)
  • 著者名/発表者名: Hasan, K., A. Fortova, T. Koudelakova, R. Chalooupkova, M. Ishitsuka, Y. Nagata, J. Damborsky, and Z. Prokop
  • 雑誌名: Environ. Microbial 巻: 77(5) ページ: 1881-1884
  • 査読あり
• [雑誌論文] The lin genes for γ-hexachlorocyclohexane degradation in Sphingomonas sp. MM-1 proved to be dispersed across multiple plasmids (2011)
  • 著者名/発表者名: Tabata, M., R. Endo, M. Ito, Y. Ohtsubo, A. Kumar, M. Tsuda, and Y. Nagata
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 75(3) ページ: 466-472
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハロアルカン脱ハロゲン酵素DbjAの鏡像異性体選択性機構の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤優花里、夏目亮、Zbynek Prokop, Jan Brezovsky, Radka Chaloupkova, Jiri Damborsky、永田裕二、千田俊哉
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 53 ページ: 124-129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of the representative γ-hexachlorocyclohexane-degrading bacterium Sphingobium japonicum UT26 (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., Y. Ohtsubo, R. Endo, N. Ichikawa, A. Ankai, A. Oguchi, S. Fukui, N. Fujita, and M. Tsuda
  • 雑誌名: J. Bacteriology 巻: 192 ページ: 5852-5853
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゲノム解析ソフトウェアGenomeMatcher (2010)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉行、大坪和香子、永田裕二、津田雅孝
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 48(5) ページ: 313-319
  • 査読あり
• [雑誌論文] 環境バイオテクノロジー学会シンポジウム「生態機能と環境保全」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二
  • 雑誌名: 微生物生態学会誌 巻: 25(2) ページ: 77-78
• [雑誌論文] 特集「生態機能と環境保全」に寄せて (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二
  • 雑誌名: 環境バイオテクノロジー学会誌 巻: 10(2) ページ: 52
• [雑誌論文] 芳香族化合物による土壌撹乱における微生物遺伝子プールの変動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤広海、大坪嘉行、永田裕二、津田雅孝
  • 雑誌名: 環境バイオテクノロジー学会誌 巻: 10(2) ページ: 63-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of γ-hexachlorocyclohexane dehydrochlorinase LinA from Sphingobium japonicum UT26 (2010)
  • 著者名/発表者名: Okai, M., K. Kubota, M. Fukuda, Y. Nagata, K. Nagata, and M. Tanokura
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 403 ページ: 260-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete nucleotide sequence of TOL plasmid pDK1 provides evidence for evolutionary history of IncP-7 catabolic plasmids (2010)
  • 著者名/発表者名: Yano, H., M. Miyakoshi, K. Ohshima, M. Tabata, Y. Nagata, M. Hattori, and M. Tsuda
  • 雑誌名: J. Bacteriol 巻: 192 ページ: 4337-4347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enantioselectivity of Haloalkane Dehalogenases and its Modulation by Surface Loop Engineering (2010)
  • 著者名/発表者名: Prokop, Z., Y. Sato, J. Brezovsky, T. Mozga, R. Chalooupkova, T. Koudelakova, P. Jerabek, V. Stepankova, R. Natsume, J. G. E. van Leeuwen, D. B. Janssen, J. Florian, Y. Nagata, T. Senda, and J. Damborsky
  • 雑誌名: Angewandte Chemie 巻: 49 ページ: 6111-6115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Burkholderia multivorans ATCC 17616 genes induced in soil environment by in vivo expression technology (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, E., Y. Ohtsubo, Y. Nagata, and M. Tsuda.
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: 12 ページ: 2539-2558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of extracellular alginate lyase and its gene from a marine bacterial strain, Pseudoalteromonas atlantica AR06 (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsushima, R., H. Danno, M. Uchida, K. Ishihara, T. Suzuki, M. Kaneniwa, Y. Ohtsubo, Y. Nagata, and M. Tsuda
  • 雑誌名: Appl Microbiol Biotechnol 巻: 86 ページ: 567-576
  • 査読あり
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤gamma-hexachlorocyclohexane分解能を有するSphingobium sp. TKS株のゲノム解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大畑智史ら
  • 学会等名: 第6回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京・立教大学
  • 年月日: 20120310-12
• [学会発表] Structural analysis of plasmids for gamma-hexachlorocyclohexane degradation in Sphingomonas sp. MM-1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Michiro Tabata , et al.
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20110906-10
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤 gamma-hexachlorocyclohexane 分解細菌Sphingomonas sp. MM-1株が保持する分解関連プラスミドの塩基配列解析と機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田端理朗ら
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会ワークショップ
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 20110820-21
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤γ-hexachlorocyclohexane (HCH)分解機能を担う集積培養細菌叢に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川角徹ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都・京都女子大学
  • 年月日: 20110326-28
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤gamma-HCH分解細菌Sphingobium japonicum UT26株内で転移する挿入配列検出系の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西岡ましほら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都・京都女子大学
  • 年月日: 20110326-28
• [学会発表] 液体集積培養系における有機塩素系殺虫剤gamma. hexachlorocyclohexane分解能を担う細菌株群に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川角徹ら
  • 学会等名: 第5回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 仙台・東北学院大学
  • 年月日: 20110314-16
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤gamma-hexachlorocyclohexane 分解細菌Sphingomonas sp. MM-1株が有する分解関連プラスミドの機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田端理朗ら
  • 学会等名: 第5回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 仙台・東北学院大学
  • 年月日: 20110314-16
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤gamma-HCH分解細菌Sphingobium japonicum UT26株内にて転移する挿入配列検出系の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西岡ましほら
  • 学会等名: 第5回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 仙台・東北学院大学
  • 年月日: 20110314-16
• [学会発表] Aerobic degradation of lindane (γ-hexachlorocyclohexane)in Sphingobium japonicum UT26 and its biochemical and molecular basis (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., et al.
  • 学会等名: Indo-Swiss-Collaboration in Biotechnology International ConferenceRecent Trends in Developing Bioremediation Strategies for Hexachlorocyclohexane (HCH) & Other Chlorinated Contaminants
  • 発表場所: Delhi, India
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Genomic organization and its structural dynamism of Sphingobium japonicum UT26, an archetypal γ-hexachlorocyclohexane-degrading bacterium (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., et al.
  • 学会等名: Indo-Swiss-Collaboration in Biotechnology International ConferenceRecent Trends in Developing Bioremediation Strategies for Hexachlorocyclohexane (HCH) & Other Chlorinated Contaminants
  • 発表場所: Delhi, India
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] 人為起源の環境汚染物質分解能を有する細菌ゲノムのダイナミズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二
  • 学会等名: 理研シンポジウム「微生物研究の潮流とそれを支えるリソース基盤」
  • 発表場所: 和光・理研
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] Organization and dynamism of gamma-hexachlorocyclohexane-degrading bacterium Sphingobium japonicum UT26 genome (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagata, Y., et al.
  • 学会等名: 14th International Biotechnology Symposium and Exhibition Biotechnology for the Sustainability of Human Society
  • 発表場所: Rimini, Italy
  • 年月日: 20100914-18
• [学会発表] Hexachlorocyclohexane(HCH)異性体汚染土壌由来の有機塩素系殺虫剤γ-HCH分解細菌叢の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川角徹ら
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2010年度大会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 20100621-22
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤γ-HCH分解細菌Sphingobium japonicum UT26株における挿入配列IS6100を介したゲノムの動態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 夏井俊介ら
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2010年度大会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 20100621-22
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤γ-hexachlorocyclohexane (γ-HCH)分解細菌Sphingomonas sp. MM-1株が有するγ-HCH 分解関連プラスミドの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田端理朗ら
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2010年度大会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 20100621-22
• [図書] 脱ハロゲン酵素, 酵素利用技術体系 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二、津田雅孝
  • 総ページ数: 939-948
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] 環境汚染物質分解細菌のメタゲノミクス「難培養性微生物研究の最新技術II」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二、津田雅孝
  • 総ページ数: 211-219
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] 研究室のホームページ
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/joho/index.html