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2015 年度 実績報告書

バクテリアのコロニーを作らない変異株を用いたコロニー形成の機構解析

研究課題

研究課題/領域番号 24380044
研究機関東京大学

研究代表者

正木 春彦  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (50134515)

研究分担者 重松 亨  新潟薬科大学, 応用生物科学部, 教授 (10315286)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード大腸菌 / コロニー / 脂肪酸合成 / 液体培養 / 固体培養 / セルレニン / オレイン酸 / VBNC
研究実績の概要

微生物学では細菌をコロニーとして純粋分離することが基本技術であり、生きた細菌もコロニー形成能で定義してきた。しかし近年、環境中の多数の細菌がコロニー形成できないことが認識されるようになり、コロニー形成は生きている以上の特別な現象であることが明白となったが、我々はその違いを知らず、コロニー分離法は細菌資源を手に入れる最大の障壁となっている。
我々はコロニー形成を遺伝子発現に基づく生物現象と捉え、多くの細菌が環境中でコロニー形成しにくい現象のモデルとして,コロニー形成できない大腸菌変異株を分離した。その変異株において脂肪酸合成酵素FabBの欠失で脂肪酸の外部供給が不十分になると、液体培養に比べても固体培養が強く阻害されコロニー形成不全に陥ることを示した。
しかし自然界の細菌はfabB変異体ではなく、大腸菌野生型も脂肪酸添加なしに成育するため、野生株の挙動がこれで説明できるかどうかが問題となる。まず、
(1)野生株でfabB遺伝子の発現だけ抑えた時にも液体培養より固体培養の方でより強い増殖不良が起こった。次いで,(2)FabBを阻害する抗生物質セルレニンを野生株に半致死量加えた時、液体より固体培養の方でより強い増殖阻害が起こった。同様の現象は枯草菌でも観察され、脂肪酸供給不足で液体培養に比べコロニー形成が阻害される現象を一般化できた。さらに,(3)対数期の大腸菌に脂肪酸要求性はないが、飢餓でコロニー形成能が低下すると部分的要求性が現れ、脂肪酸供給不全となることでコロニー形成能が低下することが示唆された。
以上から、一般に脂肪酸不足がコロニー形成低下の原因となっている可能性を指摘し,実際,土壌抽出液によるコロニー形成効率が,脂肪酸の添加で増加することを示した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Transfer-messenger RNA and SmpB mediate bacteriostasis in Escherichia coli cells against tRNA cleavage.2015

    • 著者名/発表者名
      Sakai, F., Sugita, R., Chang, J.-W., Ogawa, T., Tsumadori, N., Takahashi, K., Hidaka, M. and Masaki, H.
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 161 ページ: 2019-2028

    • DOI

      10.1099/mic.0.000144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition of serine residues to the D-form during the conversion of ovalbumin into heat stable S-ovalbumin.2015

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto, T., Takahashi, N., Sekine, M., Ogawa, T., Hidaka, M., Homma, H. and Masaki, H.
    • 雑誌名

      J. Pharm. Biomed. Anal.

      巻: 116 ページ: 145-149

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2015.04.030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin of D-amino acids detected in the acid hydrolysates of purified Escherichia coli ß-galactosidase.2015

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto, T., Sekine, M., Ogawa, T., Hidaka, M., Homma, H. and Masaki, H.
    • 雑誌名

      J. Pharm. Biomed. Anal.

      巻: 116 ページ: 105-108

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2015.04.022

    • 査読あり
  • [学会発表] 低温飢餓条件でのコロニー形成能の低下を抑える大腸菌遺伝子の解析2016

    • 著者名/発表者名
      福嶋凡子,西尾優宏,髙丸玲子,小川哲弘,日髙真誠,正木春彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [学会発表] 大腸菌のコロニー形成能における遺伝子関与2015

    • 著者名/発表者名
      正木春彦
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第30回土浦大会
    • 発表場所
      土浦市
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-20
    • 招待講演
  • [学会発表] コロニー形成における 脂肪酸合成の重要性2015

    • 著者名/発表者名
      納庄一樹,三井智玄,池端佑仁,小川哲弘,日高真誠,正木春彦
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第30回土浦大会
    • 発表場所
      土浦市
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-20

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公開日: 2017-01-06  

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