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Metabolic engineering of white rot fungus for direct alcohol fermentation from lignin

Research Project

Project/Area Number 17F17404
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Wood science
Research InstitutionRitsumeikan Asia Pacific University (2020)
Tokyo University of Agriculture and Technology (2017-2019)

Principal Investigator

山浦 紘一 (2020)  立命館アジア太平洋大学, 国際経営学部, 准教授 (80645523)

吉田 誠 (2017-2019)  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30447510)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ZHANG YIXING  立命館アジア太平洋大学, 国際経営学部, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-11-10 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsリグニン / 白色腐朽菌 / エタノール / 代謝工学 / 担子菌
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、担子菌の代謝工学的改質により、リグニンを初発原料としてピルビン酸を経由したエタノール発酵を可能にする担子菌を創出することにあります。初年度はリグニンモデル化合物を利用したバニリン酸や安息香酸の代謝経路に関する詳細な知見を得るため、その第一段階としてバニリン酸や安息香酸を炭素源とした培地で生育できるかどうかについての調査を実施しました。その際、同位体ラベルしたモデル化合物は高価であることから、まずは非ラベル性のバニリン酸および安息香酸を用いて生育実験を実施しました。本課題の主要な白色腐朽菌であるヒラタケを含む複数の担子菌を用いて生育実験を実施しましたが、いずれの菌においても明確な生育が観察されたことから、使用した担子菌類はいずれもバニリン酸や安息香酸を代謝できる可能性が示唆されました。また、実際にリグニンを初発原料とした変換系を考えた場合には、高分子リグニンモデル化合物が必要であることから、合成リグニンとしてDHPリグニンの調整を試み、効率的にDHPリグニンを合成することが可能となりました。一方、代謝工学的な改質を目指した取り組みに関しては、複数の担子菌について組換え系の構築を行い、担子菌に遺伝子を導入する系を確立することに成功しました。産休による中断期間を挟み、コンピュータを用いた生物学の統計学的分析手法であるバイオインフォマティクス解析により特化するため受け入れ教員を変更しました。ここでは、白色腐朽菌のリグニン代謝機構の解明に向けた網羅的遺伝子発現解析をR Studioを用い、バイオインフォマティクス解析を実施しました。
研究最終年度は2020年4月-7月であり、多くの時間をこれまでの研究成果の論文としてまとめる時間に費やしました。白色腐朽菌のリグニン代謝機構の解明に向けた網羅的遺伝子発現解析による知見をまとめ現在学術誌に投稿しています。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2020 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results)

  • [Journal Article] Transcriptome Analysis of White-Rot Fungi in Response to Lignocellulose or Lignocellulose-Derived Material Using RNA Sequencing Technology2020

    • Author(s)
      Zhang Yixing、Yamaura Koichi
    • Journal Title

      Advances in Bioscience and Biotechnology

      Volume: 11 Issue: 08 Pages: 355-368

    • DOI

      10.4236/abb.2020.118025

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Biosynthesis of d-lactic acid from lignocellulosic biomass2018

    • Author(s)
      Zhang Yixing、Yoshida Makoto、Vadlani Praveen V.
    • Journal Title

      Biotechnology Letters

      Volume: 40 Issue: 8 Pages: 1167-1179

    • DOI

      10.1007/s10529-018-2588-2

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-11-13   Modified: 2024-03-26  

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