国立大学法人 静岡大学

警告物質が窒素利用を制御する作用点を解明 -光合成細菌を用いたバイオものづくり-

2023/12/26
プレスリリース

神戸大学先端バイオ工学研究センターの秀瀬涼太特命准教授、加藤悠一特命助教、松田真実特命助手、蓮沼誠久教授らの研究グループは、同大学院人間発達環境学研究科の蘆田弘樹教授、静岡大学の大林龍胆助教、東京工業大学の今村壮輔准教授(研究当時。現 日本電信電話株式会社(NTT)宇宙環境エネルギー研究所 特別研究員)、田中寛教授らと協力して、光合成細菌の一種であるシアノバクテリアにおいて警告物質が窒素利用を制御する際の作用メカニズムを解明しました。

今後、本知見に基づいてシアノバクテリアの生育やアミノ酸生産の人為的な制御が可能になるなど、光合成によるバイオものづくりでの活用が期待されます。
この研究成果は、12月26日午後7時(日本時間)に国際学術誌「Communications Biology」に掲載される予定です。

【ポイント】

✓ 光合成細菌の一種であるシアノバクテリア(図1)は、二酸化炭素からバイオマスを生産できることから、環境負荷の少ない次世代の有用物質生産者として研究開発が進められている。

✓ シアノバクテリアは光合成によって生育する際、アミノ酸などを合成するために窒素同化※1を行う。

✓ ストレス条件(暗所など)では窒素同化が抑制されるが、そのメカニズムは未解明であった。

✓ ストレス条件で生産される警告物質※2が、窒素同化を活性化する化合物の合成を阻害することで、窒素同化の制御に関係することを解明した。



【用語解説】

※1 窒素同化:細胞が硝酸イオン(NO3-)やアンモニウムイオン(NH4+)などの無機窒素化合物を材料として、アミノ酸などの有機窒素化合物を合成すること。

※2 警告物質:ストレス条件において生産され、細胞内において信号を伝える物質。


【論文情報】

・タイトル
“ppGpp accumulation reduces the expression of the global nitrogen homeostasis-modulating NtcA regulon by affecting 2-oxoglutarate levels”
(ppGppの蓄積は、2-オキソグルタル酸レベルに影響を及ぼすことでグローバルに窒素恒常性を調節するNtcAレギュロンの発現を低下させる)

DOI:10.1038/s42003-023-05632-1

・著者
Ryota Hidese#, Ryudo Ohbayashi#, Yuichi Kato, Mami Matsuda, Kan Tanaka, Sousuke Imamura, Hiroki Ashida, Akihiko Kondo, and Tomohisa Hasunuma*
# Equal contribution
* Corresponding author

・掲載誌
Communications Biology

シアノバクテリアSynechococcus elongatusの細胞写真

シアノバクテリアSynechococcus elongatusの細胞写真

問い合わせ先:

【研究について】
■神戸大学先端バイオ工学研究センター
教授 蓮沼 誠久
TEL:078-803-6461
E-mail:hasunuma@port.kobe-u.ac.jp

【報道担当】
■神戸大学総務部広報課
TEL:078-803-5106
E-mail:ppr-kouhoushitsu[at]office.kobe-u.ac.jp

■静岡大学 総務部 広報・基金課
TEL:054-238-5179 FAX:054-238-4450
E-mail:koho_all[at]adb.shizuoka.ac.jp

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