Advanced utilization strategies of beneficial bacteria based on the survival and growth mechanisms of bacteria under poor conditions

基于细菌在恶劣条件下的生存和生长机制的有益菌先进利用策略

• 批准号: 22H02233
• 负责人: 永田 裕二
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02233/
• 关键词: 環境細菌; 低栄養環境; バイオレメディエーション; 細菌コミュニティ

有用機能を持つ細菌を実環境などで利用する際、しばしば純粋分離菌の実験室環境での評価から期待される成果が得られず問題となる。その主因は、当該環境が細菌の生残・ 増殖に適さない劣悪な環境であることによる。本研究では、典型的な環境細菌をモデルとして、応募者自身が見出した（1）有機炭素源非添加の極貧栄養条件下での増殖現象（HYGO表現型）と、（2）高度難分解性の有機塩素系殺虫剤HCHによる汚染環境での集団としての適応現象に着目し、細菌の「劣悪環境での生残・増殖」の鍵となる基本原理・機構を明らかにし、（3）その知見から有用細菌の機能を劣悪な環境でも最大限に利用するのための理論的基盤を構築する。本年度は、各項目について以下の成果を得た。（1）RNA-Seq法、およびqTn-Seq法により、HYGO表現型に関わる候補遺伝子のリストを作成し、遺伝子破壊相補実験によりそれら候補遺伝子HYGO表現型への関与を明示した。さらに、それら結果を総合し、HYGO表現型株は、大気中のアルコールを主な炭素源として利用している可能性が示唆された。また、HYGO表現型に必須なアルコールデヒドロゲナーゼAdhXが様々な基質に対してpromiscuousな活性を有することを明らかにした。（2）HCH分解細菌コミュニティを構成する非分解細菌の中でも特にCupriavidus属の株が、長期持続的なHCH分解において重要な役割を果たしていることが明らかになった。また、同株がプレート上で分解細菌株が属するsphingomonad細菌群特有の膜成分を認識し、接近する可能性が示唆された。（3）プレート上でHCH分解細菌株を運ぶ能力を有するPaenibacillus属株をHCH分解細菌株と共接種することで、HCH分解細菌株の土壌での生残性が高まることを結論付ける結果が得られた。

Useful function を hold つ bacteria を be environment な ど で using す る interstate, し ば し ば pure 粋 isolated bacteria の be 験 room environment で の review 価 か ら expect さ れ が る achievements have ら れ ず problem と な る. The main cause of そ そ is that when the が bacteria in the environment become disabled and multiply に, they are suitable for さな そ poor 悪な environment である である とによる とによる. This study で は, typical な environmental bacteria を モ デ ル と し て, 応 offering out own が し た (1) the organic carbon source under the condition of not add の extremely poor tech students.their ownship keep で の rights (HYGO phenotype) と colonization phenomenon, (2) high difficult to decompose organic salt element is の insecticidal tonic HCH に よ る environmental pollution で の set 団 と し て の optimum 応 phenomenon に の し, bacteria "substandard 悪 ring Habitat で の raw, residual rights, colonization "の key と な る basic principle, organization を Ming ら か に し, (3) そ の knowledge か ら useful bacteria の function を substandard 悪 な environment で も す に end use most る の た め の theory base plate を build す る. For this year, に, に and て of each project, the following <s:1> achievements を obtain た. (1) RNA - Seq, お よ び qTn - Seq method に よ り, HYGO phenotype に masato わ る alternate heritage 伝 son の リ ス ト を し consummate, but 伝 fill be broken 壊 phase 験 に よ り そ れ ら alternate heritage 伝 son HYGO phenotype へ の masato and express し を た. さ ら に, そ れ ら results を 総 し, HYGO phenotype plant は, large 気 の ア ル コ ー ル を main な carbon source と し て using し て い が る possibility in stopping さ れ た. ま た, HYGO phenotype に must な ア ル コ ー ル デ ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ AdhX が others 々 な matrix に し seaborne て promiscuous な active を have す る こ と を Ming ら か に し た. (2) the HCH decomposing bacteria コ ミ ュ ニ テ ィ を constitute す る not decomposing bacteria in の で も, に Cupriavidus is の plant が, long-term hold 続 な HCH decomposition に お い て important な "を cut fruit た し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. ま た, homologous strain が プ レ ー ト で on decomposing bacteria strains が genus す る sphingomonad bacteria group of special の film composition を know し, near す が る possibility in stopping さ れ た. (3) プ レ ー ト on で HCH decomposing bacteria strains を luck ぶ を power す る Paenibacillus belong to plant を HCH decomposing bacteria strains と were given す る こ と で, HCH decomposing bacteria strains の soil 壌 で の high residual sexual が ま る こ と を conclusion pay け る results ら が れ た.

项目成果

土壌細菌の機能と進化

土壤细菌的功能和进化

• 发表时间: 2023
• 作者: 永田裕二;Stari Leonardo;加藤広海;大坪嘉行
• 通讯作者: 大坪嘉行

Uncovering the Dynamics of Microbial Genomic Structure and Function in Relation to Carbon Source Variation: An Investigation of Taxonomic Succession and Metagenome Composition

揭示微生物基因组结构和功能与碳源变化相关的动态：分类演替和宏基因组组成的研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Leonardo Stari;Hiromi Kato;Yoshiyuki Ohtsubo;Yuji Nagata
• 通讯作者: Yuji Nagata

PCB分解細菌の可動性遺伝因子ICEKKS102Tn4677 の oriT における TraR標的の探索

在PCB降解细菌移动遗传元件ICEKKS102Tn4677的oriT中搜索TraR靶点

• 发表时间: 2023
• 作者: 松本 哲;永田 裕二;大坪 嘉行
• 通讯作者: 大坪 嘉行

異なる無菌土壌への細菌集団移植時の菌叢形成

细菌群体移植到不同无菌土壤过程中细菌菌群的形成

• 发表时间: 2022
• 作者: 平野 翔子;加藤 広海;大坪 嘉行，永田 裕二
• 通讯作者: 大坪 嘉行，永田 裕二

CO₂-dependent High-yield Growth of a Heterotrophic Bacterium under Oligotrophic Conditions

寡营养条件下异养细菌依赖 CO₂ 的高产生长

• DOI: 10.50963/jenvbio.22.1_9
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Environmental Biotechnology
• 作者: 永田 裕二;加藤 広海;大坪 嘉行
• 通讯作者: 大坪 嘉行