新潟大学応用微生物学研究室では、微生物の生命現象に関わる遺伝子の発現調節機構や、微生物酵素・タンパク質の理解や応用、微生物機能の開発に着目し、研究を行なっています。特に,RNAの安定性,タンパク質の安定性に焦点を当てて研究を進めています。

small RNA (sRNA) による遺伝子発現調節機構の解明

<aside>

sRNAによる細菌遺伝子発現制御メカニズムの研究とその応用

細菌は様々な外界の環境に適応して生きています。細菌は自分の置かれている環境の変化を感じ取り、それに応じて遺伝子の発現を制御しています。遺伝子の発現は複雑で巧妙な様々なシステムによって制御されています。

当研究室では「small RNA」という小さなRNAが関与する遺伝子発現制御システムの研究を行っています。これらのシステムを利用し、キチン分解酵素の生産、キチン分解細菌の機能性開発、バイオフィルムを形成しない細菌によるバイオフィルム構成多糖の生産と新規多糖の開発などの応用研究を展開しています。

image.png

</aside>

微生物タンパク質の安定化機構の解明と安定性向上への試み

<aside>

微生物タンパク質が立体構造を保持する仕組みの解明

酵素などのタンパク質は,精緻な立体構造を形成して初めて機能しますが,細胞内での安定性は高くなく頑丈ではありません。タンパク質がどのように構造を形成して保持しているのか(安定化機構という)については完全には分かっていません。様々な環境に適応して生育する微生物のタンパク質はユニークな性質をもつものが多く,安定化機構を解明するための研究対象として最適です。当研究室では,微生物の糖質関連酵素などを対象として,補因子結合等に着目して安定化機構の解明を試みています。研究成果は,頑丈なタンパク質をデザインすることに応用できます。

キチン酸化分解酵素の安定性解析:銅イオン(Cu)の結合に伴い構造が安定化した

キチン酸化分解酵素の安定性解析:銅イオン(Cu)の結合に伴い構造が安定化した

</aside>

代謝熱測定による,新しい微生物活性測定方法の開発

<aside>

微生物細胞からの発熱を指標とした,代謝活性の定量的評価

満員電車に乗ると暑い:これは我々の細胞なかでおこる様々な化学反応(代謝反応)に伴い熱エネルギーが放出されるためです。これは微生物でも同じで,細胞1グラムあたりで比べると,なんとヒトよりも微生物の方が熱生成が大きいのです。ですので,微生物細胞からの発熱を目印とすれば,微生物の代謝の特性を調べることができます。このような研究方法を代謝熱測定解析といい,非常にユニークです。

当研究室では,複数のキチン分解細菌についてその資化特性(どの微生物が,キチンをはやく,たくさん分解できるのかなど)を代謝熱測定で解析するシステムの構築などを行っており,新しい測定・解析方法を開発する試みを進めています。

興味深いことに,細菌毎に分泌されるキチン分解酵素の種類や数が異なっており,これがキチンの資化特性の違いに起因していると考えられます。このため,分子レベルでのキチン分解酵素の解析も同時進めており,これらの知見を併せて,細菌が効率的にキチンを分解・資化する仕組みを解明することをめざしています。

</aside>

微生物酵素の機能・生産性向上/微生物機能開発に関する研究