環境細菌の極貧有機炭素源環境下での生育を司る機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24658068
• 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, 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): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 炭酸固定 / 独立栄養細菌 / 環境細菌 / 極貧有機炭素源環境 / 微生物機能開発

研究概要

典型的な好気性従属栄養環境細菌Sphingobium japonicum UT26株でadhX遺伝子が高発現すると大気中のCO2を取り込みながら炭素源非添加無機培地で生育可能となる現象を見出した。さらに、adhX高発現株のトランスポゾン変異株ライブラリーの解析により、ピルビン酸/リン酸ジカイネース、アセチルCoAシンテターゼ、イソクエン酸リアーゼをコードすると推定される遺伝子が本表現型に必須であることを明らかにし、UT26株の全ゲノム配列情報も利用して、PPCによるCO2固定を伴うグリオキシル酸回路が超低栄養条件下での同化過程として機能している可能性が高いという重要な知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Pseudomonas sp. Strain TKP, Isolated from a gamma-Hexachlorocyclohexane-Degrading Mixed Culture (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo Y, Kishida K, Sato T, Tabata M, Kawasumi T, Ogura Y, Hayashi T, Tsuda M, Nagata Y
  • 雑誌名: Genome announcements 巻: 2 ページ: e01241-13
  • DOI: 10.1128/genomeA.01241-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of the Thermophilic Polychlorinated Biphenyl Degrader Geobacillus sp. Strain JF8 (NBRC 109937) (2014)
  • 著者名/発表者名: Shintani M, Ohtsubo Y, Fukuda K, Hosoyama A, Ohji S, Yamazoe A, Fujita N, Nagata Y, Tsuda M, Hatta T, Kimbara K
  • 雑誌名: Genome announcements 巻: 2 ページ: e01213-13
  • DOI: 10.1128/genomeA.01213-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Pseudomonas aeruginosa MTB-1, Isolated from a Microbial Community Enriched by the Technical Formulation of Hexachlorocyclohexane (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo Y, Sato T, Kishida K, Tabata M, Ogura Y, Hayashi T, Tsuda M, Nagata Y
  • 雑誌名: Genome announcements 巻: 2 ページ: e01130-13
  • DOI: 10.1128/genomeA.01130-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Experimental Application of a Novel Non-Degenerate Universal Primer Set that Amplifies Prokaryotic 16S rRNA Genes with a Low Possibility to Amplify Eukaryotic rRNA Genes (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori H, Maruyama F, Kato H, Toyoda A, Dozono A, Ohtsubo Y, Nagata Y, Fujiyama A, Tsuda M, Kurokawa K
  • 雑誌名: DNA Res 巻: 21 ページ: 217-227
  • DOI: 10.1093/dnares/dst052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Ralstonia pickettii DTP0602, a 2,4,6-Trichlorophenol Degrader (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo Y, Fujita N, Nagata Y, Tsuda M, Iwasaki T, Hatta T
  • 雑誌名: Genome announcements 巻: 1 ページ: e00903-13
  • DOI: 10.1128/genomeA.00903-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory effect of Pseudomonas putida nitrogen-related phosphotransferase system on conjugative transfer of IncP-9 plasmid from Escherichia coli (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Miyazaki R, Ohtsubo Y, Nagata Y, Tsuda M
  • 雑誌名: FEMS microbiology letters 巻: 345 ページ: 102-109
  • DOI: 10.1111/1574-6968.12188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of theγ-hexachlorocyclohexane-degrading bactrium Sphingomonas sp. stain MM-1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Tabata, M., Y. Ohtsubo, S. Ohhata, M. Tsuda, and, Y. Nagata
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 1(3) ページ: e00247-13
  • DOI: 10.1128/genomeA.00247-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure and site-directed mutagenesis analysis of haloalkane dehalogenase LinB from Sphingobium sp. MI1205 (2013)
  • 著者名/発表者名: Okai, M., J. Ohtsuka, L.F. Imai, T. Mase, R. Moriuchi, M. Tsuda, K. Nagata, Y. Nagata, and M. Tanokura
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 巻: 195 ページ: 2642-2651
  • DOI: 10.1128/JB.02020-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機能相補による芳香族化合物複合汚染土壌からの新規分解酵素遺伝子の検索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永山浩史、菅原智詞、遠藤諒、加藤広海、大坪嘉行、永田裕二、津田雅孝
  • 雑誌名: Journal of Environmental Biotechnology 巻: 13(1) ページ: 51-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of a unique halide-stabilizing residue on the catalytic properties of haloalkane dehalogenase DatA from Agrobacterium tumefacience C58 (2013)
  • 著者名/発表者名: Hassan, K. A. Gora, J. Brezvsky, R. Chaloupkova, H. Moskalikova, A. Fortova, Y. Nagata, J. Damborsky, Z. Prokop
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: 280 ページ: 3149-3159
  • DOI: 10.1111/febs.12238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coinetgrate-resolution of toluene-catabolic transposon Tn4651 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yano, H., H. Genka, Y. Ohtsubo, Y. Nagata, E.M. Top, M. Tsuda
  • 雑誌名: Plasmid. 巻: 69 ページ: 24-35
  • DOI: 10.1016/j.plasmid.2012.07.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of Acidovorax sp. KKS102, a polychlorinated biphenyl-degrading strain (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo Y, Maruyama F, Mitsui H, Nagata Y, Tsuda M
  • 雑誌名: J Bacteriol 巻: 194 ページ: 6970-6971
  • DOI: 10.1128/JB.01848-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] ParI, an orphan ParA family protein from Pseudomonas putida KT2440-specific genomic island, interferes with the partition system of IncP-7 plasmids (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyakoshi M, Shintani M, Inoue K, Terabayashi T, Sai F, Ohkuma M, Nojiri H, Nagata Y, Tsuda M
  • 雑誌名: Environ Microbiol. 巻: 14 ページ: 2946-2959
  • DOI: 10.1111/j.1462-2920.2012.02861.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the haloalkane dehalogenase DatA from Agrobacterium tumefaciens C58 (2012)
  • 著者名/発表者名: Mase, T., H. Yabuki, M. Okai, J. Ohtsuka, F. L. Imai, Y. Nagata, and M. Tanokura
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 巻: F68 ページ: 652-654
  • DOI: 10.1107/S1744309112013942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conjugal transfer of polychlorinated biphenyl/biphenyl degradation genes in Acidovorax sp. strain KKS102, which are located on an integrative and conjugative element (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo Y., Y. Ishibashi, H. Naganawa, S. Hirokawa, S. Atobe, Y. Nagata, M. Tsuda
  • 雑誌名: J Bacteriol 巻: 194 ページ: 4237-4248
  • DOI: 10.1128/JB.00352-12
  • 査読あり
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤分解能を有するスフィンゴモナッド細菌株の有機炭素源非添加無機寒天培地での生育を司る機構に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二,平野丈,宇井博紀,大坪嘉行,津田雅孝
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年大会
  • 発表場所: 東京(口頭発表)
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 累積置換変異導入によるハロアルカンデハロゲナーゼLinBのbeta-HCH分解活性の機能進化に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二,森内良太,田中裕興,大坪嘉行,津田雅孝
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2013年度大会
  • 発表場所: 北九州(口頭発表)
  • 年月日: 20130530-01
• [学会発表] 人為起源物質分解細菌の出現と進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二
  • 学会等名: 日本農芸化学会第20回記念フロンティアシンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20130327-28
  • 招待講演
• [学会発表] 人為起源環境汚染物質分解能を有するスフィンゴモナス細菌群のゲノムと可動性遺伝因子に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二、田端理朗、大畑智史、大坪嘉行、津田雅孝
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年大会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)(口頭発表)
  • 年月日: 20130324-27
• [学会発表] 人為起源物質分解能を有するsphingomonad細菌群のゲノムと可動性遺伝因子 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二、大畑智史、田端理朗、大坪嘉行、津田雅孝
  • 学会等名: 第7回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学(長浜)(口頭発表)
  • 年月日: 20130308-10
• [学会発表] 有機塩素系殺虫剤gamma-HCH分解細菌のゲノムと可動性遺伝因子に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二,田端理朗,大畑智史,大坪嘉行,津田雅孝
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸(口頭発表)
  • 年月日: 20121023-26
• [学会発表] Genomes and mobile genetic elements of gamma-hexachlorocyclohexane-degrading bacterial strains (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagata, M. Tabata, S. Ohhata, Y. Ohtsubo, and M. Tsuda
  • 学会等名: 15th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS 2012)
  • 発表場所: Daegu, Korea(口頭発表)
  • 年月日: 20120916-21
• [学会発表] 細菌の有機塩素系殺虫剤分解資化能力を支えるABCトランスポーター (2012)
  • 著者名/発表者名: 永田裕二、遠藤諒、大坪嘉行、津田雅孝
  • 学会等名: 第7回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120609-10
  • 招待講演
• [図書] Appearance and evolution ofγ-hexachlorocyclohexane-degrading bacteria. (In : Nojiri H, Tsuda M, Fukuda M, Kamagata Y (eds)) Biodegradative Bacteria. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagata Y, Tabata M, Ohhata S, Tsuda M
  • 総ページ数: 19-41
  • 出版者: Springer Verlag, Tokyo( doi:10.1007/978-4-431-54520-0_2)
• [図書] Strategies to reveal genomic function in natural soil systems. (In : Nojiri H, Tsuda M, Fukuda M, Kamagata Y (eds) )Biodegradative Bacteria. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo Y, Nishiyama E, Ishibashi Y, Nagata Y, Tsuda M
  • 総ページ数: 279-291
  • 出版者: Springer Verlag, Tokyo(doi:10.1007/978-4-431-54520-0_14)