深海由来微生物のセルロース分解機構の解明

阐明深海微生物的纤维素分解机制

• 批准号: 19K15956
• 负责人: 立岡 美夏子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K15956/
• 关键词: セルラーゼ; 深海

深海では浅海から沈降する有機物をエネルギー源とした生態系が広がっていると考えられているが、深海における有機物の生分解については知見がほとんど得られていない。セルロースは植物や藻類、ホヤなどによって豊富に生産されることに加えて高い結晶性を持つことから、深海までたどり着く有機物の多くを占めることが推測される。そこで本研究では、独自のスクリーニング手法を用いて深海からセルロース分解菌を分離することで、深海由来微生物の保有する糖質関連酵素及びそのセルロース分解メカニズムを明らかにすることとした。本年度は、これまでの成果を取りまとめ、セルロース分解活性の高感度検出法に関する論文としてiScience誌に発表し、さらに手法をプロトコル化してSTARProtocolsに発表した。併せて、深海由来セルロース分解菌GE09株の分類学的論文をIJSEM誌で発表した。また、本年度は深海由来の複数の分離株が有する酵素の違いに着目して研究を進めた結果、特に新規性の高いCR0109株が、エキソ型セルラーゼを持たないにも関わらず、結晶性セルロースを効率的に分解できることを明らかとした。本菌の近縁種においては、セルロース分解菌に一般的に存在する酵素群ではなく、多様なタンパク質を用いて分解反応を行っていることが示唆されている。今後、詳細な発現解析と酵素の機能解析を進めて行く予定である。

Deep-sea で は neritic か ら sink す る organic を エ ネ ル ギ ー source と し た ecosystems が hiroo が っ て い る と exam え ら れ て い る が, deep sea に お け る の raw organic matter decomposition に つ い て は knowledge が ほ と ん ど must ら れ て い な い. セ ル ロ ー ス は plants や algae, ホ ヤ な ど に よ っ て aboundant に production さ れ る こ と に plus え て high い crystalline を hold つ こ と か ら, deep sea ま で た ど り more than く organic の く を of め る こ と が speculation さ れ る. そ こ で this study で は, alone の ス ク リ ー ニ ン グ gimmick を with い て deep-sea か ら セ ル ロ ー ス decomposition microbes を separation す る こ と で, deep-sea microbial の origin retaining す る sugar masato even enzyme and び そ の セ ル ロ ー ス decomposition メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る こ と と し た. This year は, こ れ ま で の results を take り ま と め, セ ル ロ ー ス decomposition activity の 検 Gao Gan degrees out method に masato す る paper と し て iScience tzu に 発 table し, さ ら に gimmick を プ ロ ト コ ル change し て STARProtocols に 発 table し た. And せて, the origin of the deep sea セ ロ ロ ス ス, the paper on the taxonomy of the GE09 strain of the decomposing bacteria を, IJSEM zhi で, Hakubo, た. ま た, this year's は deep origin の plural の isolates が have す る enzyme の violations い に with mesh し を て research into め た results, に new rules の high い CR0109 plant が, エ キ ソ type セ ル ラ ー ゼ を hold た な い に も masato わ ら ず, crystalline セ ル ロ ー ス を sharper rate に decomposition で き る こ と を Ming ら か と し た. This bacterium の nearly try に お い て は, セ ル ロ ー ス decomposition microbes に に exists commonly す る enzyme group で は な く, many others な タ ン パ ク qualitative を with い て decomposition against 応 を line っ て い る こ と が in stopping さ れ て い る. In the future, detailed な development analysis と enzyme function analysis を proceed to めて for く determination である.

项目成果

分離培養とゲノム解析から明らかになる深海セルロー ス分解菌の新奇性

通过分离培养和基因组分析揭示深海纤维素降解细菌的新颖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 立岡美夏子;津留美紀子;出口茂
• 通讯作者: 出口茂

Surface Pitting on Nanofibrous Matrix as an Ultra- Sensitive Indicator for Enzymatic Hydrolysis of Crystalline Cellulose

• DOI: 10.26434/chemrxiv.14562654
• 发表时间: 2021-05
• 期刊: ChemRxiv
• 作者: Mikiko Tsudome;M. Tachioka;Miwako Tsuda;Y. Takaki;S. Deguchi

Fibrobacterota門に属する新奇な深海由来セルロース分解菌のゲノム解析

属于纤维杆菌门的新型深海纤维素降解细菌的基因组分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 立岡 美夏子;津留 美紀子;出口 茂
• 通讯作者: 出口 茂

Nanofiber-Based Ultrasensitive Assay for Enzymatic Hydrolysis of Cellulose

基于纳米纤维的纤维素酶水解超灵敏测定

• 发表时间: 2022
• 作者: Mikiko Tsudome;Mikako Tachioka;Shigeru Deguchi
• 通讯作者: Shigeru Deguchi

Discovery of unique cellulose-degrading bacteria from the deep sea: Isolation and genome analysis

深海中独特纤维素降解细菌的发现：分离和基因组分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Tsudome Mikiko;Tachioka Mikako;Tsuda Miwako;Takaki Yoshihiro;Deguchi Shigeru;Mikako Tachioka
• 通讯作者: Mikako Tachioka