ワイン酵母の遺伝子進化を利用した新しい実用酵母育種法の開発

• Project/Area Number: 17760621
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 中川 洋史 山梨大学, 大学院医学工学総合研究部, 助手 (30362081)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2006: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2005: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 酵母 / 高糖濃度耐性 / 遺伝子変化 / ワイン酵母 / ゲノムDNAライブラリー / 変異株 / 遺伝詩的解析 / 遺伝子進化 / SED1 / 細胞壁

Research Abstract

酵母に高糖濃度耐性を付与する技術は産業上非常に有用であるが、未だ確立されていない。研究代表者らは、高糖濃度のブドウ果汁での発酵に適するように選抜された優良ワイン酵母が、顕著な高糖濃度耐性を有することを既に明らかにしている。平成18年度は、ワイン酵母が進化の過程で獲得した高糖濃度耐性遺伝子のさらなる同定を目指し、ワイン酵母の良質な多コピーゲノムDNAライブラリーを構築した。構築したワイン酵母ゲノムDNAライブラリーを実験室酵母に導入した結果、高糖濃度培地で良好な生育を示した形質転換体を取得することができた。一方で、高糖濃度耐性に関与する遺伝子進化を実験室内で再現する目的で、遺伝学的解析の容易な実験室酵母に変異処理を行い、50%(w/v)の高糖濃度条件下でも良好に生育できる変異株を複数株取得した。これらの株について優性劣性試験を行ったところ、一株が実用上有用であると考えられる半優性変異株であることが明らかになった。本変異株について四分子解析を行った結果、本株が有する高糖濃度耐性変異は一遺伝子変異であることがわかった。本変異株は高ソルビトール濃度条件下においても野生型株より良好な生育を示したことから、本株が示す高糖濃度耐性には、少なくとも高浸透圧に対する耐性機構が関与していることが明らかになった。さらに、本株が有する変異のアルコール発酵への利用可能性を検討するために、本変異株と野生型株を用いて発酵試験を行ったところ、本変異株は50%(w/v)や60%(w/v)の高糖濃度条件下において、野生型株よりも顕著に良好な発酵力を示した。また、細胞内グリセロール含量を測定したところ、本変異株は高糖濃度条件下において野生型株よりも顕著に多量のグリセロールを蓄積することが明らかになった。