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ブタノール耐性細菌を活用するブタノール耐性機構の解明と生産への応用

Research Project

Project/Area Number 12J06234
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

片岡 尚也  山口大学, 農学部, 助教

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords1,3-ブタンジオール / ブタノール合成代謝経路 / ブタノール耐性 / 多剤耐性排出ポンプ / 排出ポンプ
Research Abstract

1. 発酵槽での1,3-ブタンジオール(1,3-BD)生産の効率化
前年度, Ralstonia eutropha由来phaAB及びClostridium saccharoperbutylcatonicum由来bldを高発現した大腸菌細胞による回分・流加培養を行い, グルコースからの1,3-BD生産を達成した。しかし, 培養時における酸素供給速度やpHを最適化しているわけではない。そこで, 回分培養時における酸素移動容量係数(K_La)及びpHを最適化した。次いで, 最適条件における流加培養を行うことで, 生産収量の向上を試みた。その結果, 96時間の培養で, 15.8g/Lの濃度で1,3-BDを生産するに至った。
2. 好気的条件で機能するブタノール合成代謝経路の探索
好気性微生物であるBacillus subtilisでブタノール生産を達成するためには, 好気条件で機能するブタノール合成経路の構築が鍵となる。そこで, 1,3-BD合成経路に, Treponema denticola由来terとAeromonas caviae由来phaJを加えたブタノール合成経路を設計し, 大腸菌に導入した後, 生産を試みた。その結果, 1.36g/Lのブタノールの生産を確認した。構築したブタノール合成経路の付与により, B. sublitisでのブタノール生産が可能になると考えられる。
3. 新たなブタノール耐性に関与する排出ポンプの探索
これまでの結果で, B. sublitisに存在する排出ポンプSwrCを欠損することでブタノール耐性が低下することが明らかになっているが, その関与は小さいものであった。そこで, さらなるブタノール耐性に関与する排出ポンプの探索を行った。ブタノール暴露前後での, 多剤耐性に関与する排出ポンプ遺伝子の転写量を比較したところ, ブタノールの暴露により, 21遺伝子中7遺伝子で顕著な転写量の増加が確認された。これらの遺伝子のブタノール耐性への関与について, 現在調査中である。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Improvement of (R)-1,3-butanediol production by engineered Escherichia coli2013

    • Author(s)
      Naoya Kataoka
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 115 Issue: 5 Pages: 475-480

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2012.11.025

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction and application of an Escherichia coli biore porter for aniline an d chloroaniline detection2012

    • Author(s)
      Alisa S. Vangnai
    • Journal Title

      Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology

      Volume: 39 Issue: 12 Pages: 1801-1810

    • DOI

      10.1007/s10295-012-1180-3

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大腸菌による(R)-1,3-ブタンジオール生産の効率化2013

    • Author(s)
      片岡 尚也
    • Organizer
      日本農芸化学会 2013年度大会
    • Place of Presentation
      東北大学 川北キャンパス
    • Year and Date
      2013-03-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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