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農学部について
農学部応用生命化学科・農学研究科生物生産科学専攻応用生物化学講座
前田 勇

准教授

前田 勇

まえだ いさむ

有害化学物質を測定するバイオセンサー開発や微生物の光合成色素や脂質の代謝についての研究を行っています。

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細菌の化学物質検出能を利用したバイオセンサーの開発

写真1-1.色変化でヒ素を検出可能な光合成細菌(右:高濃度)
写真1-2.有害金属を検出可能な組み換え蛍光タンパク質

細菌は、特定の化学物質を感知するとその時に必要となる遺伝子の発現をオン・オフする仕組みを持っています。このような遺伝子転写スイッチに連動し、色が変化する細菌を作り出し、センサー素子として利用する研究を行っています(写真1-1、文献2)。色変化はカロテノイド色素の合成遺伝子が発現することで引き起こされます。また、遺伝子転写スイッチを構成するタンパク質と緑色蛍光タンパク質を融合させた組み換えタンパク質と、そのタンパク質の結合領域DNAをセンサー素子として用いることで、鉛やカドミウム等の有害物質を蛍光により検出するセンサーの開発にも取り組んでいます(写真1-2、文献1)。

食品微生物の新規発酵能の開発

写真2-1.酵母の細胞小器官(ペルオキシソーム)形成の解析
図2-2.GC-MSによる納豆菌の代謝産物の解析

アルコール飲料や納豆・ヨーグルトなどの発酵食品は微生物の発酵により製造されます。有用な食品微生物の単離や、新たな発酵能を引出す方法の考案により、食品に価値を付与することが可能です。このような考えに基づき、ビール酵母Saccharomyces cerevisiaeにおいて不飽和脂肪酸のβ-酸化による分解で重要な働きを担う酵素の働きや遺伝子の発現制御について研究しています(写真2-1、文献3)。また、宇都宮大学農学部附属農場の牛乳からヨーグルトの製造に欠かせない乳酸菌を新たに単離する研究や、特定の機能性に着目して納豆菌Bacillus subtilisを単離する研究を行っています(図2-2)。

文献リスト

  1. Kawakami Y, Siddiki MS, Inoue K, Otabayashi H, Yoshida K, Ueda S, Miyasaka H, Maeda I, Application of fluorescent protein-tagged trans factors and immobilized cis elements to monitoring of toxic metals based on in vitro protein-DNA interactions. Biosens. Bioelectron. 26: 1466-1473 (2010)
  2. Yoshida K, Inoue K, Takahashi Y, Ueda S, Isoda K, Yagi K, Maeda I, Novel carotenoid-based biosensor for simple visual detection of arsenite: characterization and preliminary evaluation for environmental application. Appl. Environ. Microbiol. 74: 6730-6738 (2008)
  3. Maeda I, Delessert S, Hasegawa S, Seto Y, Zuber S, Poirier Y, The peroxisomal Acyl-CoA thioesterase Pte1p from Saccharomyces cerevisiae is required for efficient degradation of short straight chain and branched chain fatty acids. J. Biol. Chem. 281: 11729-11735 (2006)
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