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2013 年度 実績報告書

細胞における生長環境感知と生存戦略決定機構

研究課題

研究課題/領域番号 23380052
研究機関東京農業大学

研究代表者

吉川 博文  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (50175676)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード微生物 / 細胞分裂 / 細胞分化 / 生長戦略 / 遺伝子発現 / 機能ネットワーク / 脂質合成 / 定常期
研究概要

OdhBはOdhA, PdhDとヘテロ三量体を形成し、3者とも胞子形成に関与している。大腸菌のオルソログ導入試験により、pdhD オルソログで溶菌の回復が見られたため、エネルギー生産が回復すれば少なくとも溶菌は抑えられる可能性を示唆した。昨年度は3者のそれぞれのオルソログ置換株を作製したところ、レベルは異なるもののすべての場合においてある程度溶菌を抑えることが出来た。しかし胞子形成の回復は見られず、3者の複合体を丸ごと置換した株の構築が必要であると考えられ、今後の課題として残った。
一方、PlsXが細胞分裂機構に関与するメカニズムについては、Z-ring形成より上位にあることを示してきたが、PlsXの局在と機能にはDNA複製機構が密接に共役していることを検証した。DnaAに結合して複製開始を阻害するSirAを過剰発現させるとPlsXの分裂予定域への局在も阻害された。また、MinC・MinDは隔壁形成後期のZ-ring収縮・崩壊に関与するため、minCD破壊株では隔壁形成が遅延する。minCD破壊株においてPlsX、FtsAの局在を観察したところ、ともに次の分裂予定域への局在が阻害されており、合成途中の隔壁や細胞極に共局在していた。これらの結果は、隔壁形成が完了するまでPlsXを隔壁合成面に留まらせる機構の存在を支持している。本研究の遂行過程で、メチオニン代謝関連因子がアラーモンppGpp合成/分解酵素RelAに結合し、分解活性を正に制御することで緊縮応答時のppGp/pGppの蓄積量を調節していることも明らかにした。
本研究の結果は、バクテリアの細胞周期において脂質代謝酵素の関与を初めて組込むものである。また脂質代謝酵素と緊縮応答制御因子の遺伝的関係性を立証した。これらの結果を統合すると、栄養感知、細胞増殖制御、細胞膜合成、細胞分裂装置の各機能を共役させる一連の流れが見え、栄養状態に応じた細胞膜合成と細胞分裂との間における協調的ネットワークの一端を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] An essential enzyme for phospholipid synthesis has a crucial role in Bacillus subtilis cell division.2014

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Takada, Sanae Fukushima-Tanaka, Masato Morita, Yasuhiro Kasahara, Satoru Watanabe, Taku Chibazakura, Hiroshi Hara, Kouji Matsumoto and Hirofumi Yoshikawa
    • 雑誌名

      Mol Microbiol.

      巻: 91 ページ: 242-255

    • DOI

      10.1111/mmi.12457.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of the response regulator gene degU through the binding of SinR/SlrR and exclusion of SinR/SlrR by DegU in Bacillus subtilis.2014

    • 著者名/発表者名
      Ogura M, Yoshikawa H, Chibazakura T.
    • 雑誌名

      J Bacteriol.

      巻: 196 ページ: 873-881

    • DOI

      10.1128/JB.01321-13.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell motility and biofilm formation in Bacillus subtilis are affected by the ribosomal proteins, S11 and S21.2014

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Takada, Masato Morita, Yuh Shiwa, Ryoma Sugimoto, Shota Suzuki, Fujio Kawamura and Hirofumi Yoshikawa.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 78 ページ: -

    • DOI

      org/10.1080/09168451.2014.915729

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single mutations introduced in the essential ribosomal protein L3 and S10 cause a sporulation defect in Bacillus subtilis.2013

    • 著者名/発表者名
      Genki Akanuma, Shota Suzuki, Koichi Yano, Hideaki Nanamiya, Yousuke Natori, Eri Namba, Kazuya Watanabe, Kazumi Tagami, Takuya Takeda, Yuka Iizuka, Ako Kobayashi, Morio Ishizuka, Hirofumi Yoshikawa, and Fujio Kawamura
    • 雑誌名

      J Gen Appl Microbiol.

      巻: 59 ページ: 105-107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA replication depends on photosynthetic electron transport in cyanobacteria.2013

    • 著者名/発表者名
      Ryudo Ohbayashi, Satoru Watanabe, Yu Kanesaki, Rei Narikawa, Taku Chibazakura, Masahiko Ikeuchi, and Hirofumi Yoshikawa.
    • 雑誌名

      FEMS Microbiol. Lett.

      巻: 344 ページ: 138-144

    • DOI

      10.1111/1574-6968.12166

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of laboratory specific variations of Bacillus subtilis strains used in Japan.2013

    • 著者名/発表者名
      Yuh Shiwa, Takashi Matsumoto, and Hirofumi Yoshikawa
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 77 ページ: 2073-2076

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relevance of GC content to the conservation of DNA polymerase III/mismatch repair system in Gram-positive bacteria.2013

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Akashi and Hirofumi Yoshikawa.
    • 雑誌名

      Front Microbiol.

      巻: 4 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fmicb.2013.00266.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple rRNA operons are essential for efficient cell growth and sporulation as well as outgrowth in Bacillus subtilis.2013

    • 著者名/発表者名
      Koichi Yano, Tetsuya Wada, Shota Suzuki, Kazumi Tagami, Takashi Matsumoto, Yuh Shiwa, Taichiro Ishige, Yasuhiro Kawaguchi, Kenta Masuda, Genki Akanuma, Hideaki Nanamiya, Hironori Niki, Hirofumi Yoshikawa and Fujio Kawamura.
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 159 ページ: 2225-2236

    • DOI

      10.1099/mic.0.067025-0.

    • 査読あり
  • [学会発表] 枯草菌における新規緊縮応答制御機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      高田 啓、清水 翔、大竹 俊平、志波 優、斉藤 菜摘、福永 芳規、戸澤 譲、吉川 博文
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      明治大学(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 生物種が固有のGC含量を持つのは何故か?2014

    • 著者名/発表者名
      吉川 博文、明石 基洋、志波優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      明治大学(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 大腸菌RNAポリメラーゼを導入した枯草菌キメラ株作出の試み2014

    • 著者名/発表者名
      山下園加、佐藤絢、兼崎友、岩本祐太、朝井計、板谷光泰、吉川博文
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      20140307-20140309
  • [学会発表] 枯草菌における新規緊縮応答機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      高田啓、清水翔、大竹俊平、志波優、斉藤菜摘、福永芳規、戸澤譲、吉川博文
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      20140307-20140309
  • [学会発表] シアノバクテリアにおけるdnaA欠損によって引き起こされるもう一つの複製開始機構2014

    • 著者名/発表者名
      大林龍胆、渡辺智、兼崎友、千葉櫻拓、吉川博文
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      20140307-20140309
  • [学会発表] 転写開始機構に内在する熱ショック応答モデルの提唱2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤絢、松本貴嗣、小林郷菜、小川陸雄、渡辺智、千葉櫻拓、吉川博文
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      20140307-20140309
  • [学会発表] 枯草菌Response regulator DegUの遺伝子発現は、SinR/SlrR複合体の結合と DegUによるSinR/SlrRの排除により制御されている2014

    • 著者名/発表者名
      小倉光雄、吉川博文、千葉櫻拓
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      20140307-20140309
  • [学会発表] Synechococcus elongatus PCC 7942におけるDNA複製開始制御のメカニズム2014

    • 著者名/発表者名
      中町愛、大林龍胆、渡辺智、千葉櫻拓、吉川博文
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      20140307-20140309
  • [学会発表] 枯草菌非必須リボソームタンパク質遺伝子の決定とrpmH (L34)破壊株のサプレッサー解析2014

    • 著者名/発表者名
      赤沼元気、小林亜湖、河村富士夫、志波優、渡辺智、吉川博文、石塚盛雄
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      20140307-20140309
  • [学会発表] Extensive analysis of bacterial novel heat shock response mechanism mediated by the initial nucleotide of transcription

    • 著者名/発表者名
      Aya Sato, Satona Kobayashi, Michio Ogawa, Satoru Watanabe, Taku Chibazakura and Hirofumi Yoshikawa
    • 学会等名
      The 13th Asian Conference on Transcription
    • 発表場所
      メルボルン大学(オーストラリア)
  • [学会発表] Analysis of novel heat shock response mechanism mediated by the initial nucleotide of transcription.

    • 著者名/発表者名
      Aya Sato, Takashi Matsumoto1, Satona Kobayashi, Michio Ogawa, Satoru Watanabe, Taku Chibazakura and Hirofumi Yoshikawa
    • 学会等名
      7th International Conference on Gram-Positive Microorganisms
    • 発表場所
      モンテカティーニ・テルメ(イタリア)
  • [学会発表] Exploration of host factor involved in the IS transpositon in Bacillus subtilis.

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Akashi, Shunsuke Moki, Yuki Okouji, Kiwamu Takahashi, Taku Chibazakura, Shigeki Kada, Keigo Yamagami, Yasuhiko Sekine and Hirofumi Yoshikawa
    • 学会等名
      7th International Conference on Gram-Positive Microorganisms
    • 発表場所
      モンテカティーニ・テルメ(イタリア)

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公開日: 2015-05-28  

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