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光合成複合微生物研究室
写真 光合成複合微生物研究室
平成27年10月1日,公益財団法人発酵研究所からの寄附講座「光合成複合微生物系の環境・エネルギー活用シーズ開発寄附講座」として開設しました。大学院生・卒業研究生の募集も行っています。
教 員
教 授 花田 智 e-mail
准教授 Vera Thiel e-mail
准教授 Marcus Tank e-mail
研究の目的
エネルギー・環境問題の解決に資する光合成複合微生物系の維持・制御のための基礎的な技術開発や活用シーズの発見を目指します。光合成複合微生物系の主要構成者である光合成原核生物の活用開発研究だけでなく、それらの基礎的な研究も十分に進んではいません。以下の3つの研究課題に取り組み、光合成複合微生物系の安定化メカニズムの解明やそれらの応用を模索します。

1.温泉微生物マットの形成・維持機構の解明
 光合成複合微生物系のひとつである温泉微生物マット(細菌集合塊)は単純な構成を持つことから複合微生物系研究のモデルとして注目されています。この安定的な微生物マットの形成過程には繊維状光合成原核生物の特殊な運動能(グライディング)が重要と考えられます(Hanada et al, FEMS Microbiol let, 208: 275-279, 2002)。しかし、このグライディング運動の動作機序は全く明らかとなっていません。この運動がどの様に行われているのかをナノスケール観察技術などを用いて明らかにするとともに、マット形成プロセスのメカニズムを解明することが本研究目的のひとつです。

2.好熱性シアノバクテリアのバイオリソース化と系統分類の確立
 酸素発生型の光合成を行う唯一の細菌であるシアノバクテリアは温泉などの高温環境にも見られます。中温性のシアノバクテリアのバイオリソース化は古くから行われてきましたが、好熱性のものに関しては十分な対応が取られてはいません。日本国内に散在する温泉中の新規好熱性分離株を獲得し、バイオリソース化を行うことともに、好熱性シアノバクテリアの分類学上の整理と分類体系を確立することも目的のひとつです。

3.川底微生物マット中の好気性光合成細菌の分離培養と生態学的役割の解明
 好気条件(酸素のある条件)で、主に呼吸で生きると共に光合成器官も作るという不思議な性質を持つ好気性光合成細菌の研究は海産の菌株が中心となって行われてきました。しかし、川底の微生物マット中に多種多様な好気性光合成細菌が存在していることが発見(Hirose et al, Microbes Environ 27: 327-32, 2012)され、淡水中のそれらの多様性に関しても興味が持たれるようになってきました。これら未知の好気性光合成細菌を川底から発見し、それらの生理学的性質やゲノム情報を明らかにすることを通じて、好気性光合成細菌の生理学的多様性や川底での生態学的役割を明らかにすることを目指します。
構成メンバー:
永島 咲子, 特任助教
菅野 菜々子, プロジェクト研究員
広瀬 節子, プロジェクト研究員
嶋田 敬三, 客員教授
最近の研究業績
  1. Nagashima, Sakiko, Akiko Kamimura, Takayuki Shimizu, Sanae Nakamura-Isaki, Eiji Aono, Koji Sakamoto, Natsuko Ichikawa, Hidekazu Nakazawa, Mitsuo Sekine, Shuji Yamazaki, Nobuyuki Fujita, Keizo Shimada, Satoshi Hanada and Kenji VP Nagashima (2012) Complete genome sequence of phototrophic betaproteobacterium Rubrivivax gelatinosus IL144. J Bacteriol 194: 3541-3542
  2. Tsukatani, Yusuke, Nahomi Nakayama, Keizo Shimada, Hiroyuki Mino, Shigeru Itoh, Katsumi Matsuura, Satoshi Hanada and Kenji V. P. Nagashima (2009) Characterization of a blue copper protein, auracyanin, of the filamentous anoxygenic phototrophic bacterium Roseiflexus castenholzii. Arch Biochem Biophys 490:57–62
  3. Yamada, Mitsunori, Hui Zhang, Satoshi Hanada, Kenji V. P. Nagashima, Keizo Shimada and Katsumi Matsuura (2005) Structural and Spectroscopic Properties of a Reaction Center Complex from the Chlorosome-lacking Filamentous Anoxygenic Phototrophic Bacterium Roseiflexus castenholzii. J Bacteriol, 187:1702-1709
  4. Van der Meer, Marcel T.J., Stefan Schouten, Satoshi Hanada, Ellen C. Hopmans, Jaap S. Sinninghe Damsté and David M. Ward (2002) Alkane-1,2-diol-based glycosides and fatty glycosides and wax esters in Roseiflexus castenholzii and hot spring microbial mats. Arch Microbiol, 178:229-237
  5. Hanada, Satoshi, Keizo Shimada and Katsumi Matsuura (2002) Active and energy-dependent rapid formation of cell aggregates of the thermophilic photosynthetic bacterium Chloroflexus aggregans. FEMS Microbiol Lett, 208: 275-279
  6. Suyama Tetsushi, Toru Shigematsu, Yutaka Tokiwa, Takahiro Kanagawa, Kenji V. P. Nagashima and Satoshi Hanada (2002) Photosynthetic apparatus in Roseateles depolymerans 61A is transcriptionally induced by carbon limitation. Appl Environ Microbiol 68:1665-1673
  7. Hanada, Satoshi, Sinichi Takaichi, Katsumi Matsuura and Kazunori Nakamura (2002) Roseiflexus castenholzii gen. nov., sp. nov., a thermophilic, filamentous, photosynthetic bacterium which lacks chlorosomes. Int J Syst Evol Microbiol, 52: 187-193
  8. Sugiura, Miwa, Masao Takano, Shin-ichi Kawakami, Katsumi Toda and Satoshi Hanada (2001) Application of a portable spectrophotometer to microbial mat studies: Temperature dependence of the distribution of cyanobacteria and photosynthetic bacteria in hot spring water. Microbes and Environments, 16:255-261
  9. Takaichi, Shinichi, Takashi Maoka, Mitsunori Yamada, Katsumi Matsuura, Yuji Haikawa and Satoshi Hanada (2001) Absence of carotenes and presence of a tertiary methoxy group in a carotenoid form a thermophilic filamentous photosynthetic bacterium Roseiflexus castenholzii, which lacks chlorosomes. Plant Cell Physiol, 42:1355-1362
  10. Suyama, Tetsushi, Toru Shigematsu, Shinichi Takaichi, Yoshinobu Nodasaka, Seizo Fujikawa, Hiroyuki Hosoya, Yutaka Tokiwa, Takahiro Kanagawa, and Satoshi Hanada (1999) Roseateles depolymerans gen. nov., sp. nov., a new bacteriochlorophyll a-containing obligate aerobe belonging to the β-subclass of the Proteobacteria. Int. J. Syst. Bacteriol. 49:449-457
  11. Hanada, Satoshi, Toru Shigematsu, Katsutoshi Shibuya, Masahiro Eguchi, Takeshi Hasegawa, Fusako Suda, Yoichi Kamagata, Takahiro Kanagawa and Ryuichiro Kurane (1998) Phylogenetic analysis of trichloroethylene-degrading bacteria newly isolated from the polluted soil with the contaminant. J. Ferment. Bioeng. 86:539-544
  12. Hanada, Satoshi, Yoshie Kawase, Akira Hiraishi, Shinichi Takaichi, Katsumi Matsuura, Keizo Shimada and Kenji V. P. Nagashima (1997) Porphyrobacter tepidarius sp. nov., a moderately thermophilic aerobic photosynthetic bacterium isolated from a hot spring. Int. J. Syst. Bacteriol. 47:408-413
  13. Hanada, Satoshi, Akira Hiraishi, Keizo Shimada and Katsumi Matsuura (1995) Chloroflexus aggregans sp. nov., a phototrophic filamentous bacterium which forms dense aggregates by active gliding movement. Int. J. Syst. Bacteriol. 45:676-681
  14. Hanada, Satoshi, Akira Hiraishi, Keizo Shimada and Katsumi Matsuura (1995) Isolation of Chloroflexus sp. and related thermophilic photosynthetic bacteria from hot springs using an improved isolation procedure. J. Gen. Appl. Microbiol. 41:119-130
©2015 Department of Biological Sciences, Tokyo Metropolitan University