| Project/Area Number |
22K05416
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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 | Niigata University of Pharmacy and Medical and Life Sciences |
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Principal Investigator |
山崎 晴丈 新潟薬科大学, 応用生命科学部, 准教授 (20456776)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小島 勝 新潟薬科大学, 応用生命科学部, 助教 (50410220)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 分裂酵母 / 経時寿命 / 寿命延長 / 細胞間コミュニケーション / 寿命延長分子 |
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| Outline of Research at the Start |
微生物による発酵生産では，アルコール発酵など増殖期よりも定常期における発酵力が重要な場合がある。その際，定常期における酵母の寿命（経時寿命）を伸ばすことが発酵生産性を向上させる上で肝要であると考えられる。申請者が取得した長寿命変異株の培養上清には他の酵母に作用する寿命延長分子が分泌されていると考えられた。本研究では細胞間コミュニケーションに関与する寿命延長分子の同定と，寿命延長分子が関与する寿命延長経路で機能する遺伝子（蛋白質）の同定とを目的とする。さらに，その寿命延長分子を産業酵母に作用させ，有用物質である油脂やアルコールの生産性向上に向けた技術的基盤の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度も計画に基づき、A. 寿命延長分子の同定、 B. Mot1、Asr1の下流の因子の同定、C. 長寿命因子の下流因子の同定を行った。
Aについては別予算で実施した培養上清のメタボローム解析の結果から、ピルビン酸、ホモシステイン、チロソールが寿命延長分子の候補として抽出されていた。チロソールは前年の薄層クロマトグラフィーを用いた解析でも寿命延長分子の候補として抽出していた。そこで本研究では、培養３日目の野生型株に100 uM、10 uM、1 uMになるようにこれらの物質を添加し、経時寿命を測定した。その結果、1 uMピルビン酸、1 uMホモシステインの添加で寿命の延長が確認された。また昨年同様に10 uM チロソールの添加でも野生型株の寿命の延長が確認された。また、チロソール合成経路を予想し、昨年度実施したRNA sequencing解析からWTと長寿命株のチロソール合成に関与する遺伝子発現を比較したところ、特にadh1+、pdc101+、pdc201+、cao2+について遺伝子発現が向上していることが判明した。
B、Cについては、昨年のRNA-seq解析から見出されたKK268とmot1-1が寿命延長物質を分泌するのに関与する可能性がある遺伝子11個、およびWTが寿命延長物質を受容し寿命 延長するのに関与する可能性がある遺伝子13個に加え、チロソール合成に関与すると考えられるadh1+についても、mot1-1株および野生型株において破壊株を作製した。
また、２％グルコース培地では野生型株が時に寿命延長することがあったため、確実に野生型株が寿命延長しない条件を探索し、４％グルコース培地が適当であることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
寿命延長分子である可能性のある分子をさらに同定し、寿命延長分子の合成、分泌、受け取りに関する候補遺伝子の破壊株をすべて作製することができたため、順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Aの寿命延長分子の同定については、培地を４％グルコース培地に変更するにあたり、一度メタボローム解析をやり直す。また培養上清を酢酸エチルで分画後、疎水性画分について薄層クロマトグラフィーで更に分画して寿命延長活性のある画分を分析する。
B、Cの寿命延 長分子の合成、分泌、受け取りに関与する遺伝子に関する解析では、関連が示唆されている遺伝子の破壊株をの寿命を測定し、寿命延長への関与を検討する。絞り込まれた遺伝子については野生型株での高発現株を作製し、ジュモウ延長するか解析する。
Dの産業酵母での寿命延長経路の普遍性と実用性の検討では、油脂酵母 Lipomyces starkeyi と清酒酵母 Saccharomyces cerevisiae にmot-1の変異を導入し、それらの酵母で寿命が延長し、発酵生産物の生産性が向上するか解析する。
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