2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel antibiotic-producing streptomycetes based on genome analysis for effective conversion of lignocellulose
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15K07365
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
春日 和 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (40315594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牟田口 祐太 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (30724314)
志村 洋一郎 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (60332920)
小嶋 郁夫 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (90315581)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Streptomyces属放線菌 / リグノセルロース / 抗生物質生産 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、リグノセルロース(LC)資化能に優れ、LCを原料として抗生物質を生産する能力を有する放線菌を作出し、さらにLCを有用資源化することを目的とした。前年度までに、LC資化能にすぐれる放線菌Streptomyces galbus Y2944を単離し、そのゲノム解読を行った。Y2944のゲノムからセルラーゼ遺伝子10種、セロビオース資化オペロン2種、キシラナーゼ遺伝子7種を見出した。このうちGH5セルラーゼ3種とGH10キシラナーゼ4種の遺伝子発現・精製系を構築し、活性評価を行った。また、Y2944において抗生物質カスガマイシン(KSM)の異種生産が可能であることを示した。
H30年度は、1) Y2944ゲノムのキシラン資化遺伝子群をさらに探索し、新たに主鎖分解酵素2種、側鎖分解酵素10種の遺伝子を見出し、当研究室で単離したセルロース資化性放線菌C42株に比べて、格段に多いキシラン分解遺伝子群を有することを明らかにした。2) Y2944のKSM生産能付与株についてアビセル、スギ木粉、ブナ材キシランを原料としたKSM発酵生産試験を行い、セルロース結晶度の高いアビセルやスギ木粉、さらにキシランからもKSMを生産できること、その際に高いセルラーゼ活性やキシラナーゼ活性を菌体外に分泌していることを明らかにした。この組換株にC42株由来セルラーゼ遺伝子群10種を追加導入し、セルロース分解能の発現向上が発酵生産の時間短縮に寄与しうることを示した。上記研究成果（ゲノム解読およびKSM発酵生産）の一部は、2018年度日本放線菌学会大会において発表した。
以上より、Y2944はセルロース及びキシランを主要原料として抗生物質を生産するための宿主として利用できると結論付けた。また、Y2944ゲノムのLC資化関連遺伝子群はLCの今後の有効資源化に応用可能であると期待できる。
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