約40億年前の初期生命ゲノムが成立から現在の複雑な生物の成立維持に至る
まで「性」すなわち「遺伝子伝達系」は不可欠な役割を果たしていたはずです。
本研究室では設立以来、細菌と真核生物の間 （ドメイン間
あるいは超生物界間とも言う）で遺伝子伝達が可能な輸送系について重点的に
研究しています。
１つの生物のゲノムに遠縁な生物の遺伝子が見つかると、遺伝子の水平伝達が起こった
のではないかと言われます。しかし、いつ頃にどのように伝達されたかなどについて、
極わずかな例外を除いて不明です。 私達は、全ての生物の間柄で最も遠縁な生物間で
水平伝達が
今まさに細胞から細胞へと行われるダイナミックな現象を実験室で毎日観察しています。
研究室の動き
2020. 8月 清川研究員の論文がGenesToCellsオンライン版にリリースされました。
2020. 8月 姜君の論文がAEM/ASMオンライン版にリリースされました。
Fig. 6 図版は雑誌HPトップに掲載さています（月末までか？）。
2020. 4月 趙君は正式に卒業研究生として参加しました。
2020. 3月 金子君は卒業、嘉津は大学院前期課程を修了しました。
2020. 2月 金子君は卒業研究成果をポスター発表、嘉津は大学院での研究成果を口頭講演発表しました。
2019.12月 守口先生の論文がFront. Microbiol.に受理されました。
2019. 5月 清川研究員は中国四国植物学会で若手優秀発表賞を受賞しました。
2019. 4月 金子君は卒業研究生として参加、何は大学院前期課程へ入学し、
姜君は後期課程へ進学しました。
2019. 3月 皆木君は卒業、姜は大学院前期課程を修了しました。
2019. 2月 山本先生は内閣府食品安全委員会で勤務することになり転出しました。
2018.10月 森脇君は大学院へ進学、華中農業大を卒業した何は大学院研究生として
参加しました。
教員(Academic Staffs)
講師（Associ. Prof./ Lecturer)
守口 和基 (Kazuki MORIGUCHI, Dr. Sci.)
研究員(Professional Research Staffs)
旧植物分子細胞構築学研究室教授：博士研究員(PostDoctoral Research Staff)
鈴木 克周 (Katsunori SUZUKI, Dr. Sci.)
大学院生(Graduate Students)
中村 和之 (Kazuyuki Nakamura, M2)
卒業研究生(Undergraduate Student)
長森 大地 (B4)
山口 理人 (B4)
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研究内容(Research Report)
本研究室の統一研究テ−マは「細菌から真核生物への遺伝子の能動的輸送現象の解明」です。
私達は、全ての生物の間柄で最も遠縁な生物間で水平伝達が
今まさに細胞から細胞へと行われるダイナミックな現象を実験室で毎日観察しています。
・ドメイン間という遠く離れた間柄の細胞へ遺伝子伝達する能力に優れた細胞について
もっと良く知りたい。
・細菌はいったいどれだけの範囲の真核生物へ遺伝子を輸送できるのか？
・水平伝達の限界はあるのか？
・どうやって広い範囲の相手を認識できるのか？
・もっと強力に遺伝子伝達できる菌株はないのか？
・もっと強力に遺伝子伝達できる条件は？
・もっと強力に遺伝子伝達できる菌株ではどのような遺伝子のおかげで優れた性質を
発揮できるのか？
・遺伝子伝達適していない条件もあるけれど、どうして移りにくい？
etc.
という素朴な疑問課題に取り組んでいます。
遺伝子伝達系の研究は遺伝子組換植物や微生物育種に活用される基盤技術としても重要なので、 成果の一部は特許取得済み、あるいは出願中です。
アグロバクテリアの持つTiプラスミドが高等植物へ移行することはよく知られており、高等植物への遺伝子導入法として広く使われています。しかし様々な細菌を宿主とすることができるIncP型プラスミドも、真核生物や古細菌へ移行できることは意外と知られていません。これらのプラスミドは、酵母や菌類に驚くほど高い頻度で遺伝子導入できます。また、ヒトの培養細胞をはじめとして様々な真核生物へも適用例があり、その範囲は次第に広がっています。
下記は、
鈴木博士の研究です。
植物内生アグロバクテリアとはなにものか？
病気で無い健康な植物の内部に居る菌を植物内生菌と呼びます。
つまり植物内生アグロバクテリアとは正常な植物の根・茎・葉などの内部に居るアグロバクテリアです。
病原菌としては多くの研究者がアグロバクテリアを研究してきましたが、植物内生菌としてしては複数の植物
から見つかるということ以外に情報が無い状態でした。
私達は岡山大学の谷先生との共同研究で多数のアグロバクテリア （Rhizobium radiobacter
(Agrobacterium biovar 1)）菌株を単離し、次々と興味深い性質や病原菌との関係を明らかにしています。
<背景> アグロバクテリアは病原菌として知られていますが、土の中、病気で無い植物の表面や内部にも
アグロバクテリアが居て、病原菌というのはアグロバクテリアのごく一面だけです。・・・
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公表論文(Published/In Press Papers)
主な成果は
（１）大腸菌やアグロバクテリアから出芽酵母細胞など真核微生物へプラスミドが移る現象
（（超）生物界間接合）の解析、移せる相手の拡大
（２）遺伝子伝達機構とそれを担う生物の特徴を活用するための技術開発
（３）植物に遺伝子を注入する能力を持っている各種アグロバクテリアの性質と
Tiプラスミド/Riプラスミドを中心としたゲノムの解明
です。
Kiyokawa K, Sakuma T, Moriguchi K, Sugiyama M, Akao T, Yamamoto T, Suzuki K (2024) Conversion of polyploid and alloploid Saccharomyces sensu stricto strains to leu2 mutants by genome DNA editing. Appl. Microbiol. Biotech. 108 (1): 416 (DOI: 10.1007/s00253-024-13242-y)
Kiyokawa K, Yamamoto S, Moriguchi K, Sugiyama M, Hisatomi T, Suzuki K (2023) Construction of versatile yeast plasmid vectors transferable by Agrobacterium-mediated transformation and their application to bread-making yeast strains. J. Biosci. Bioeng. 136 (2):142-151 (DOI:10.1016/j.jbiosc.2023.04.006)
Zoolkefli FIRM, Moriguchi K, Cho Y, Kiyokawa K, Yamamoto S, Suzuki K (2022) Isolation and analysis of donor chromosomal genes whose deficiency is responsible for accelerating bacterial and trans-kingdom conjugations by IncP1 T4SS machinery. Clay Fuqua, Andrew N Binns, Ian S Barton eds. Plasmid Transfer: Mechanisms, Ecology, Evolution, and Applications, Frontiers Media SA
Zoolkefli FIRM, Moriguchi K, Cho Y, Kiyokawa K, Yamamoto S, Suzuki K (2021) Isolation and analysis of donor chromosomal genes whose deficiency is responsible for accelerating bacterial and trans-kingdom conjugations by IncP1 T4SS machinery. Front Microbiol. 12: 620535 (DOI:10.3389/fmicb.2021.620535)
Kiyokawa K, Ohmine Y, Yunoki K, Yamamoto S, Moriguchi K, Suzuki K (2020) Enhanced Agrobacterium-mediated transformation revealed attenuation of exogenous plasmid DNA installation in recipient bacteria by exonuclease VII and SbcCD. Genes to Cells 25: (DOI:10.1111/gtc.12802)
Kang B, Maeshige T, Okamotob A, Kataoka Y, Yamamoto S, Rikiishi K, Tani A, Sawada H, Suzuki K. (2020) The presence of the hairy-root-disease inducing (Ri) plasmid in wheat endophytic rhizobia explains a pathogen-reservoir function by healthy resistant plants. Appl. Environ. Microbiol. 86: Journal HP Cover (DOI: 10.1128/AEM.00671-20)
Moriguchi K, Zoolkefli FIRM, Abe M, Kiyokawa K, Yamamoto S, Suzuki K. (2020) Targeting antibiotic resistance genes is a better approach to block acquisition of antibiotic resistance than blocking conjugal transfer by recipient cells: A genome-wide screening in Escherichia coli. Front Microbiol. 2019; 10: 2939.. (DOI: 10.3389/fmicb.2019.02939)
Y. Ohmine, S. Yamamoto, K. Kiyokawa, K. Yunoki, S. Yamamoto, K. Moriguchi, K. Suzuki (2018) Successful transfer of a model T-DNA plasmid to E. coli revealed its dependence on recipient RecA and the preference of VirD2 relaxase for eukaryotes rather than bacteria as recipients. Front. Microbiol. 9:895. (doi: 10.3389/fmicb.2018.00895)
S. Yamamoto, A. Sakai, V. Agustina, K. Moriguchi, K. Suzuki (2018) Effective removal of a range of Ti/Ri plasmids using a pBBR1-type vector having a repABC operon and a lux reporter system. Appl. Microbiol. Biotech. 102:1823-1836. (doi: 10.1007/s00253-017-8721-7).
S. Yamamoto, V. Agustina, A. Sakai, K. Moriguchi, K. Suzuki (2017) An extra repABC locus in the incRh2 Ti plasmid pTiBo542 exerts incompatibility toward an incRh1 plasmid. Plasmid 90:20-29. (DOI: 10.1016/j.plasmid.2017.02.003)
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Y. Ohmine, Y. Satoh, K. Kiyokawa, S. Yamamoto, K. Moriguchi, K. Suzuki (2016) DNA repair genes RAD52 and SRS2, a cell wall synthesis regulator gene SMI1, and the membrane sterol synthesis scaffold gene ERG28 are important in efficient Agrobacterium-mediated yeast transformation with chromosomal T-DNA. BMC Microbiol. 16(1):58. (doi: 10.1186/s12866-016-0672-0)
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Shimamura, M., Kitamura, A., Mineyuki, Y. and Deguchi, H. (2001)
Occurrence of monoplastidic sporocytes and quadripolar microtubule systems in Marchantiales (Bryophyta; Marchantiidae). Hikobia 13, 551-562.
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学会発表(Papers Presented at Meetings and Symposia)
分子生物学会；日本遺伝学会；植物学会中四国大会; Crown Gall Conference等発表。
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博士論文(Doctoral Thesis)/2023
Fatin Iffah Rasyiqah Mohamad Zoolkefli1:Identification and characterization of Escherichia coli chromosomal genes whose deficiency in donor cells enhances bacterial and trans-kingdom conjugations by IncP1 T4SS machinery
博士論文(Doctoral Thesis)/2016
大嶺 悠太 Y. Ohmine:Functional characterization of T-DNA transfer via VirB/D4 type W secretion system in reference to conjugational DNA transfer
博士論文(Doctoral Thesis)/2011
清川 一矢 K. Kiyokawa: Development of precise modification and intelligent delivery methods for Ti and Ri plasmids in Agrobacterium species (TiおよびRiプラスミドの精密で着実な加工法と容易で高効率な導入法の開発)
博士論文(Doctoral Thesis)/2009
Hussam Hussan Arafat: Comparative study on the rDNA and lipopolysaccharide among the three major pathogenic Agrobacterium species
博士論文(Doctoral Thesis)/2008
山本 真司 S. Yamamoto: Identification and functional analysis of plasmid stability genes in Ti plasmids （Tiプラスミド安定化遺伝子の研究）
博士論文(Doctoral Thesis)/2006
J. Bautista-Zapanta: Biochemical analysis of rRNA molecules in Agrobacterium biovar 1 strains and comparative analysis of rDNA among Agrobacterium biovar 1, 2 and 3
博士論文(Doctoral Thesis)/2004
Niken S.N. Handayani: Functional analysis of T-DNA genes on pRi1724 in Agrobacterium rhizogenes MAFF301724 .
Henryk K. Urbanczyk: Comparative genomic analysis of Agrobacterium biovar 2 strains.
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We have engaged in the molecular and evolutionary mechanism of genome transfer systems including conventional sexuality in prokaryotic bacteria and eukaryotic yeasts. During the last 20 years, we have successfully established 1) the trans-kindom conjugation between bacteria and yeasts, 2) the first complete mitochondrial genome sequencing of Ti plasmid with the gene analyses, and 3) the first complete sequencing of Ri plasmid with the gene analyses (see Fig.1)..
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