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Reverse-evolved host microorganisms for biosynthetic system

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries
Project/Area Number 17H05457
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

北川 航  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60415669)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
KeywordsRhodococcus / 逆進化ゲノム / P450 / 応用微生物 / バイオテクノロジー / ゲノム
Outline of Annual Research Achievements

生合成リデザインで用いる宿主ロドコッカス放線菌の一連の逆進化株(v1-v11)についてこれまでにv8が最も生育速度や細胞凝集性の観点から利用しやすい株であると判断していたが、その遺伝的要因は解析の余地を残していた。これらの株について野性型も含めRNA-seq解析を行ったところ、ある遺伝子(領域)が本宿主の生育や遺伝子発現に大きな影響を及ぼし、その遺伝子のコントロールによって遺伝子発現量を大幅に増大させる応用性がある事を明らかにした。この遺伝子領域の詳細については解析中であるが、ゲノム中に少なくとも2ヶ所、そのような影響を及ぼす領域が存在し、この有無によって生育速度も変化する事が明らかになった。これらの情報は放線菌において新しい宿主株を創成する強力な基盤情報となるため、引き続き詳細について研究を進める予定。
またP450ライブラリを増強する計画では、環境メタゲノム情報からP450を抽出し、それをクローニングする手法を初めて取り入れた。現在ある1つの環境からのメタゲノムのみ成功しているが、40Mから約20のP450を抽出し、現在までに17についてクローニングを行う事が出来た。40Mの配列情報から20遺伝子とは非常に高い確率・効率であり、本手法が十分有効で効果的である事を初めて証明した。また環境微生物の単離株からのP450遺伝子回収については海綿由来放線菌をターゲットにし、十数株の純菌ゲノムをまとめて配列解析をすることを試み、現在も進行中でる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Developing a codon optimization method for improved expression of recombinant proteins in actinobacteria2019

    • Author(s)
      Yutaka Saito, Wataru Kitagawa, Toshitaka Kumagai, Naoyuki Tajima, Yoshiyuki Nishimiya, Koichi Tamano, Yoshiaki Yasutake, Tomohiro Tamura, Tomoshi Kameda
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genome Sequence of Rhodococcus erythropolis Type Strain JCM 32012019

    • Author(s)
      Yoshida Keitaro、Kitagawa Wataru、Ishiya Koji、Mitani Yasuo、Nakashima Nobutaka、Aburatani Sachiyo、Tamura Tomohiro
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 8 Issue: 14

    • DOI

      10.1128/mra.01730-18

    • NAID

      120006630540

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of a novel bacteriocin-like protein and structural gene from Rhodococcus erythropolis JCM 2895, using suppression-subtractive hybridization2018

    • Author(s)
      Kitagawa Wataru、Mitsuhashi Shinya、Hata Miyako、Tamura Tomohiro
    • Journal Title

      The Journal of Antibiotics

      Volume: 71 Issue: 10 Pages: 872-879

    • DOI

      10.1038/s41429-018-0078-3

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rhodococcus erythropolisを用いた遺伝子配列改変によるタンパク質発現調節法の開発2019

    • Author(s)
      田島 直幸、北川 航、齋藤 裕、西宮 佳志、玉野 孝一、安武 義晃、田村 具博、亀田 倫史
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 放線菌ロドコッカス属における遺伝子配列改変による発現調節の解析2018

    • Author(s)
      田島 直幸、北川 航、齋藤 裕、西宮 佳志、玉野 孝一、安武 義晃、田村 具博、亀田 倫史
    • Organizer
      第7回 生命医薬情報学連合大会 (IIBMP 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆進化ゲノム手法による新規宿主放線菌株の創出2017

    • Author(s)
      北川 航
    • Organizer
      第12回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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