酵母染色体の部分異数体ライブラリー構築と育種への応用
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18K05402
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
笹野 佑 崇城大学, 生物生命学部, 教授 (90640194)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田口 久貴 崇城大学, 生物生命学部, 教授 (90212018)
原島 俊 崇城大学, 生物生命学部, 教授 (70116086)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 酵母 / 次世代シーケンサー / 染色体異数性 / ゲノム工学 / CRISPR/Cas9 / 染色体工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、染色体上の特定領域の細胞内コピー数を人工的に増加させる方法として、染色体外環状DNA（EccDNA)化技術を用いてきた。染色体外環状DNAとは、染色体とは独立して細胞内で複製される環状DNAであり、細胞内のコピー数は２～数千と幅広い。これまで注目されてこなかったが、出芽酵母において自然界で多くのDNA領域がEccDNA化していることが分かっており、しかもこれが環境への適応や進化にも関わることが明らかになってきた。今年度は、熊本及び九州地方一帯の木質系、昆虫、植物、土壌などの幅広い対象からさまざまなサンプルを採取し、そこから約600株の酵母を分離した。分離した酵母中9株が出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）であった。このうち顕著な高温耐性や有機酸生産能を示した2株についてナノポアシーケンサーとイルミナMi-Seqのロングリードとショートリードによる二種類の次世代シーケンス技術を併用することにより、自然に存在する出芽酵母のゲノム配列解析を行った。その結果、興味深いことに他の領域と比較してコピー数が異なっている染色体領域が存在することを見出した。このコピー数の違いが染色体外環状DNA化しているのか、あるいは線状の染色体DNAとして存在しているのかは現在解析中であるが、自然界における染色体領域のコピー数と表現型との関連が明らかになれば将来的に望ましい形質を持つ菌株を育種するうえで有益な知見を提供することが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初の予定は、全ゲノムをカバーする重複ライブラリーを作製し、有用菌株を実際に育種することであるが、有用菌株自体は自然から分離することは成功しているものの、当初意図した形で達成したわけではなく、また、ライブラリーを作製することは人的リソースの圧倒的な不足により達成することは出来ていない。それどころか研究方針の変更を余儀なくされている。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述したように、全ゲノムをカバーする重複ライブラリーを作製することは事実上不可能な状態になっているので、今後は我々が自然界から単離した有用形質を持つ出芽酵母（AH465株、AH130株）について解析を進めていく。これらの2株については既にドラフトゲノム配列を解読済みであり、一部特徴的な染色体レベルでの構造変異も確認されているので、これらと有用表現型との関連について調べていく。
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Report
(5 results)
Research Products
(16 results)
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[Book] バイオエネルギー再燃2021
Author(s)
植田充美、笹野佑ほか
Total Pages
289
Publisher
シーエムシー出版
ISBN
9784781316215
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