細胞にバイオレメディエーション能を賦与する細胞表層工学技術とその応用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450309
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田中 渥夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (80026088)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 植田 充美 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90183201)
• Keywords: 細胞表層工学 / アンカリング / 分子ターゲティング / GPI-アンカー / 酵母 / セルラーゼ / 分子育種 / α-アグルチニン

Research Abstract

食品利用に歴史のある酵母細胞について、α-アグルチニンなどの細胞間凝集に関わるタンパクがGPI-アンカリングと呼ばれるシステムによって細胞表層に活性部を細胞外に向けて局在しており、このGPI-アンカーに関わる領域を用いてその領域と酵素遺伝子との融合遺伝子を作成し、細胞表層に酵素をアンカリングさせる分子ターゲティング系を構築するという細胞表層工学を確立してきた。この手法によるバイオレメディエーション能の賦与という、いわゆる一種のMetabolic Engineering手法は、環境汚染物質の中でもパルプのヘドロなどに代表されるセルロース系の物質を分解・除去する細胞として酵母の細胞表層に、セルロースなどをグルコースを経由してエタノールというエネルギーに変換する酵素を、遺伝子工学的に、分泌させずに留まらせて生細胞をまるごと触媒化する、いわゆる細胞触媒を創製するというアイデアであり、こういった操作は、多くの有用な細胞の細胞変換技術にも応用できるとともに、従来のものとは異なった独創的で先駆的な分子レベルでの細胞変換分子育種技術として、その成果のもたらす効果は、バイオテクノロジーと環境とが調和した経済的にも生物化学的にも重要なものとなることが期待される。本年度は、セルラーゼを酵母の細胞表層に分子ターゲティングさせ、本来セロビオースやセロオリゴ糖を分解利用できない酵母を機能変換することに成功し、地球規模で再生可能なセルロースのエネルギーへの変換機能をもつ新機能細胞構築の可能性が期待された。

Research Products

• [Publications] A.Tanaka et al.: "Evaluation of the function of arming yeast displaying glucoamylese on its cell surface by direct formantation of corn to ethanol" J.Ferment.Bioeng.86・6. (1998)
• [Publications] A.Tanaka et al.: "Assimilation of cellooligosaccharides by a cell surface-engineered yeast expressing β glucosidase and carboxymethylcellulose from A.aculeatus" Appl.Exviron.Microbiol.64・12. 4857-4861 (1998)
• [Publications] M.Ueda et al.: "Molecular breeding of Polysaccharide-utilizing yeast cells by cell surface engineering" Ann.N.Y.Acad.Sci.864. 528-537 (1998)
• [Publications] 植田 充美ら: "細胞表層工学(Cell Surface Engineering)" BIO INDUSTRY. 15・12. 19-27 (1998)
• [Publications] 植田 充美: "アーミング酵母創製の展開" 日本生物工学会誌. 76・12. 508-512 (1998)
• [Publications] 植田 充美ら: "細胞表層工学による細胞への新機能の賦与" 日本応用酵素協会誌. 33. 18-27 (1998)