運動性細菌の走化性機能を活用する分子微生物生態工学

走化性とは

 多くの細菌は鞭毛を用いた運動性を示す。それら運動性細菌はただやみくもに泳ぎ回っているだけでなく、「好ましい」物質には集まり、「好ましくない」物質からは逃避する走化性と呼ばれる行動的応答を示す。

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環境細菌と走化性と生態学的相互作用

 環境細菌の多くは運動性/走化性を示す。一方、走化性に必要な遺伝子は50以上にのぼる。これだけ多数の遺伝子を必要とするにもかかわらず、永い自然淘汰の歴史を経た現在でも多くの環境細菌が運動性/走化性を保持しているのは、走化性が自然環境での生存に何らかのアドバンテージをもたらしているからに違いない

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走化性センサー
Fig.1 Pseudomonas aeruginosaのゲノムと走化性センサー: 円の外周が26の走化性センサーと遺伝子。

環境細菌走化性研究のモデル細菌としてのPseudomonas aeruginosa

 P. aeruginosaをモデル細菌として用い、環境細菌の走化性研究で大きな成果を挙げています。

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分子微生物生態工学

 微生物の自然環境/生態系での振る舞いを分子レベルで制御して、環境問題や食糧問題などの解決を図る新しいバイオテクノロジー。

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分子微生物生態工学の試み1:レーダー搭載型環境浄化細菌の構築

 環境汚染物質を感知して積極的に集まり、それを分解する「レーダー搭載型環境浄化細菌」を創れるか?

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レーダー搭載型環境浄化細菌
Fig.2 レーダー搭載型環境浄化細菌

分子微生物生態工学の試み2:P. fluorescensの植物成長促進効果の向上

 植物成長促進活性を持つ環境細菌を十二分に活用し、農薬・肥料の使用を大幅に節約する農業を開発できるか?

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PGPRの高度利用
Fig.3 植物成長促進根圏細菌(PGPR)の高度利用

分子微生物生態工学の試み3:青枯病菌R. solanacearumの植物感染と走化性

 重要な植物病原菌R. solanacearumの植物感染における走化性の役割は?R. solanacearumの走化性を標的として、感染防除技術を開発できるか?

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トマトの青枯病
Fig.4 トマトの青枯病 (左) 正常なトマト、(右) 青枯病のトマト

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