Genomic insights into an evolution of widely-distributed lactic acid bacterium Latilactobacillus sakei and its future use
| Project/Area Number |
21K05346
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
|
|---|
| Research Institution | Ishikawa Prefectural University |
|---|
Principal Investigator |
小柳 喬 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (20535041)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 宏樹 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (80616467)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
|
|---|
| Keywords | 乳酸菌 / ゲノム解析 / Latilactobacillus sakei / 次世代シーケンサー / 種内系統解析 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究は、広範分布性を有する乳酸菌種Latilactobacillus sakeiにおける種内系統解析から菌株間の類縁関係および分離栄養源依存的な遺伝的特徴を解明し、任意の発酵食品で使用する最適スターター菌株のゲノム選抜基盤を確立することを最終目的とする。本菌種は主要株のゲノム解析は過去に行われているものの、種内の遺伝的バラエティが極めて大きく、各菌株間の類縁関係や不良形質の有無などは不明確である。ゲノムレベルでの類縁関係の解明により、菌株間の塩基多様度を指標にした分離栄養源や環境依存的な遺伝子の同定を行い、さらに代謝物の特徴づけを実施することにより、種菌利用に適した菌株の選定基盤を確立する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
乳酸桿菌 Latilactobacillus sakei (旧種名：Lactobacillus sakei、ラクトバチルス・サケイ）は発酵ソーセージや発酵肉、発酵野菜漬物（ザワークラウト等）、清酒酒母およびいずしなど、世界中の様々な食品から分離される広範分布性の乳酸菌である。令和3年度（初年度）は、様々な食品由来の本菌種に属する32菌株群において、全ゲノム解析により種内系統の明確化と整理をおこなった。そこで本年度は、前年度の解析で明確になった 3 つのクラスターに遺伝的に分かれる種内系統について、代謝的特性についても同様にクラスター毎に分類されるかを精査した。API 50 CH キットを用いて糖発酵能を株間で比較したところ、全ゲノムSNP結合配列による系統解析におけるクラスタリングとは一致しなかった。また、L. sakei に一般的にみられる代謝系であり低pH耐性に関わると考えられるオルニチン生成能（アルギニンデイミナーゼ経路により生成）についてもクラスター毎に一致する傾向は見られず、分離食品の酸性環境の違いへの適応を示唆するような傾向はみられなかった。全ゲノムSNP結合配列においてみられた明確なクラスターは、何らかの表現形質にも影響を及ぼしていると考えられ、今後さらなるメタボロミックな解析や実際の発酵食品製造への各菌株の使用による官能特性への影響などを精査し、3クラスターの遺伝系統の有する種内特性を明確化したいと考えている。また、令和4年度は以上のゲノム解析の成果について原著論文１報にまとめ投稿し、すでに受理されている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和4年度は、32 菌株の L. sakei の全ゲノム比較により明確化された３つのクラスター（種内系統）について、代謝特性により同様に明確に分類されるかを精査した。全ゲノムSNP結合配列の解析結果と代謝特性が一致する結果は現段階では得られていないが、今後解析代謝物の対象をさらに増やすことによって全ゲノム解析結果と一致をみる代謝物のカテゴリーが発見される可能性も十分に考えられる。今後も、継続してL. sakei の代謝プロファイルによる種内系統の整理を進め、ゲノム解析結果と突き合わせたいと考えている。また、上記 32 菌株の全ゲノム SNP 結合塩基配列を使用し種内系統を整理した成果を既に学術雑誌１報に投稿・受理済みであり、研究成果発信の意味からもおおむね順調に計画は進展していると判断している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
L. sakei 32菌株のSNP結合配列をもとにしたゲノム解析成果を、既に報文としてまとめたことで、菌株依存的なゲノムの特徴分けについては一つの成果を得た。今後はゲノム性状により振り分けた種内系統が、どのように表現型に影響を与えるかについて最終年度で何らかの特徴を代謝面からも解明したいと考えている。また、甘酒およびいずしといった実際の伝統発酵食品に種菌（発酵スターター）として使用することにより蓄積代謝物の濃度変化や揮発性香気成分の変化などの官能に与えうる影響が変化する可能性も考慮し、発酵食品の製造といった食品レベルでの実験も行う予定である。上記研究を通し、それぞれの発酵原料に適した食品向けのL. sakei種菌利用のためのゲノム選抜基盤の提示にも一層近づきたいと考えている。
|
Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
