高田泰弘 准教授 / TAKADA, Yasuhiro

バクテリアの能力はすごい!

高田泰弘 准教授 /  TAKADA, Yasuhiro

研究分野・テーマ・内容

研究分野 細菌生理・生化学
研究テーマ 好冷性細菌や耐冷性細菌の低温適応機構の解明

研究内容

生物は外部環境の変化に適応する能力を備えています。体制の簡単な細菌は外部環境の変化の影響を直接受けますが、他の生物は生育できない過酷な環境に棲息する細菌の存在が知られています。生物の環境適応機構を分子レベルで明らかにするために、生化学的な研究に適しているこのような細菌をモデル生物として、主に低温適応に焦点を絞って以下の研究を進めています。

■低温適応型酵素の低温での活性発現に関する研究-低温適応型酵素が低温で働くためには常温や高温で最もよく働く酵素とは異なる構造上の特徴を持つと考えられます。これを明らかにすることをめざしています。

■低温誘導性遺伝子の発現調節に関する研究-好冷性細菌が持ついくつかの低温適応型酵素遺伝子の発現が低温で促進されることがわかっています。このメカニズムの解明を進めています。

メッセージ

細菌は目に見えない小さく単純な生物ですが、その中には驚くべき能力を持つものが数多く知られています。低温のような過酷な環境下で棲息する細菌の環境適応機構もその一つです。このような研究に興味がある方は、まずは研究室を訪ねてみてください。

参考文献・論文・著書

  • ・ジョン・ポストゲート著 堀越弘毅・浜本哲郎訳
    スーパーバグ(超微生物) -生命のフロンティアたち- シュプリンガー・フェアラーク東京 1995年
  • ・畝本力著
    特殊環境に生きる細菌の巧みなライフスタイル 共立出版 1993年

nameTAKADA Yasuhiro

Research subject

Specialized field

Environmental Adaptation of Bacteria

Key words

・Na<sup>+</sup>-dependent energy metabolism in halophilic bacteria
・Cold adaptation of psychrotrophic and psychrophilic bacteria
・Cold-adapted enzymes
・Cold-induced gene expression
・Psychrotrophic and psychrophilic bacteria

Research subject

From the first appearance of living organisms on earth, they have continued to adapt to environmental fluctuation for survival and evolved to diverse organisms. Adaptation of living organisms is classified into two categories: one is a physiological adaptation to dairy and seasonal fluctuation of environment; the other is a genetic adaptation acquired in the history of evolution. The aim of our laboratory is to understand the molecular mechanisms for genetic adaptation of living organisms to environmental fluctuation.

Bacteria are organisms possessing very simple cellular organization and therefore directly undergo various effects of environmental fluctuation. On the other hand, several bacteria, called as extremophiles, are known to be able to live and grow even at extreme environments such as low and high temperatures, acidic and alkaline pHs, and high salt concentration. Among them, we are interested in adaptation of psychrophilic and halophilic bacteria to low temperature and high salt concentration, respectively.

Psychrophilic bacteria, which are able to grow at low temperature such as 0oC, adopt several strategies to adapt to cold environments. As one of such strategies, they exhibit high metabolic activities at low temperature and therefore possess cold-adapted enzymes with high catalytic activities even at low temperature but marked thermolability. Particularly, cold adaptation of enzymes functioning in central metabolic pathways is indispensable for the survival and growth of psychrophilic and psychrotrophic bacteria in cold environments. In fact, several cold-adapted enzymes of central metabolic pathways have been reported in these bacteria.

Our recent studies focus on the following subjects: 1) The relationship between structural and functional characteristics of cold-adapted enzymes from psychrophilic and psychrotrophic bacteria; 2) The regulation mechanism for the cold-inducible expression of genes encoding the cold-adapted enzymes; 3) Energy-transducing system utilizing Na+ as a coupling ion in halophilic bacteria.

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references