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J-GLOBAL ID：201502212753955507   整理番号：15A1000465

全ゲノム転写分析は酪酸菌Clostridium butyricum CWBI1009におけるヒドロゲナーゼおよびニトロゲナーゼ媒介水素生産を示唆する

Genome-wide transcriptional analysis suggests hydrogenase- and nitrogenase-mediated hydrogen production in Clostridium butyricum CWBI 1009

著者 (11件)： CALUSINSKA Magdalena (Univ. Liege, Liege, BEL) ,  CALUSINSKA Magdalena (Luxembourg Inst. of Sci. and Technol., Belvaux, LUX) ,  HAMILTON Christopher (Univ. Liege, Liege, BEL) ,  MONSIEURS Pieter (Belgian Nuclear Res. Centre (SCK-CEN), Mol, BEL) ,  MATHY Gregory (Univ. Liege, Liege, BEL) ,  LEYS Natalie (Belgian Nuclear Res. Centre (SCK-CEN), Mol, BEL) ,  FRANCK Fabrice (Univ. Liege, Liege, BEL) ,  JORIS Bernard (Univ. Liege, Liege, BEL) ,  THONART Philippe (Univ. Liege, Liege, BEL) ,  HILIGSMANN Serge (Univ. Liege, Liege, BEL) ,  WILMOTTE Annick (Univ. Liege, Liege, BEL)
資料名： Biotechnology for Biofuels (Web)  (Biotechnology for Biofuels (Web))
巻： 8  号： Feb  ページ： 8:27 (WEB ONLY)  発行年： 2015年02月 
JST資料番号： U7022A  ISSN： 1754-6834  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 背景:分子状水素は,その無公害燃焼を考えると将来の輸送およびエネルギー生産で化石燃料の後を継ぐ大きな可能性を有する。しかし,メタンの水蒸気改質のような現在の工業的水素生産プロセスは温室効果の大きな一因となる。結果として代替方法,特に発酵微生物の使用が近年科学的関心を集めている。しかし全体水素収率の低さが生物学的H₂生産の主要課題である。従ってゲノム量,遺伝子発現パターン,経路の利用および代謝産物合成の間の関係の十分かつ詳細な理解が,バイオ水素生産経路の収量を最適化するために必要である。結果:本研究では,水素生産菌Clostridium butyricum CWBI1009のトランスクリプトーム解析とプロテオーム解析を,代謝がH₂生産にシフトするときに起こる変化の生体分子的大要を提供するために実施した。増殖,H₂生産およびグルコース発酵プロファイルを20L回分バイオリアクタにてpH無調整およびpH固定条件(pH7.3と5.2)下で測定した。試験した全ての代謝産物に関するバイオリアクタ性能と細胞の代謝で明確な違いが観察され,これらはpH依存性であった。無調整pHグルコース発酵の過程でのH₂生産の増加は,ニトロゲナーゼコード遺伝子の同時に起こる強力な上方制御と関連していた。しかし,[FeFe]ヒドロゲナーゼ遺伝子にはこのような同時的上方制御は観察されなかった。対照的に,固定pH5.2での発酵過程では[FeFe]ヒドロゲナーゼコード遺伝子の発現レベルが未調整pH発酵の過程よりも高く,一方ニトロゲナーゼ転写産物はあまり豊富ではなかった。全体的結果は,C.butyricum CWBI1009でのH₂生産がヒドロゲナーゼおよび/またはニトロゲナーゼによって媒介されるか否かは,環境要因が決定する可能性があることを初めて示唆した。結論:本研究は,暗所発酵水素生産の研究に貢献し,クロストリジウムの分子状H₂代謝に関与するプロセスの調査のための学際的手法を提供する。加えて,これは遺伝子工学技術を基にしたバイオ水素生産経路のさらなる最適化のための土台を築く。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *遺伝学 ,  RNA【核酸】 ,  *酪酸菌 ,  *ヒドロゲナーゼ ,  *ニトロゲナーゼ(フラボドキシン) ,  *ニトロゲナーゼ【EC1.18.6.1】 ,  生産 ,  *水素 ,  *遺伝学実験技術 ,  *解析 ,  pH依存性 ,  バイオリアクタ ,  アップレギュレーション ,  ヌクレオチド配列 ,  RT-PCR法 ,  ABC輸送体 ,  MALDI-TOF MS ,  ゲル電気泳動 ,  二次元電気泳動 ,  ヘキソース ,  アルドース ,  飛行時間法
準シソーラス用語： *[Fe-Fe]ヒドロゲナーゼ ,  2D-DIGE ,  ABCトランスポーター ,  *Clostridium butyricum ,  MALDI-TOF ,  RT-qPCR ,  *ゲノム解析 ,  *トランスクリプトーム解析 ,  *ニトロゲナーゼ ,  *バイオ水素 ,  バイオ水素生産 ,  *プロテオーム解析 ,  遺伝子工学 ,  遺伝子発現パターン ,  核酸塩基配列 ,  上方制御 ,  転写産物 ,  分子状水素

分類 (4件)： 微生物の生化学  (EG03020N) ,  酵素一般  (EB09010D) ,  遺伝子の構造と化学  (EC02020U) ,  生物燃料及び廃棄物燃料  (LB02020Y)

物質索引 (1件)： グルコース

タイトルに関連する用語 (7件)： ゲノム ,  転写 ,  分析 ,  酪酸菌 ,  Clostridium ,  ヒドロゲナーゼ ,  水素生産