糸状菌二次代謝プロモーターの応用による有用物質生産系の構築と改良

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K01930
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 小池 英明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ付 (90344118)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉野 孝一 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 (80392629)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ゲノム情報科学 / 二次代謝 / 糸状菌 / 遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

伝統的発酵産業で使われる麹菌（Aspergillus oryzae）は、対数増殖後に余剰の糖を二次代謝としてコウジ酸に変換する。その変換効率は極めて高く、他化合物の高生産化への応用が期待される。コウジ酸生産に関わる遺伝子を解明したが、それを基にコウジ酸合成酵素のプロモーターを応用して胞子色素ポリケタイドの合成酵素を高発現し、二次代謝生産期での人為的なヘテロ化合物生産に成功した。
糸状菌である麹菌は生育が定常期に入った後、培地中に残る余剰グルコースをコウジ酸（KA）に変換する。増殖が終わった後のKA 二次代謝生産は、働く遺伝子も少なく、極めて効率的であり、その結果培地中にKA が大量に蓄積する。麹菌が高生産する２つの二次代謝化合物（コウジ酸KA、色素ポリケタイドYWA）生産時に働く遺伝子、代謝パスを明らかにすることを目標とする。最初にコウジ酸生産条件で、発現遺伝子をRNA-seq 解析した。麹菌を、コウジ酸を生産する条件で培養し、1日毎に菌体を回収し、その菌体内で転写されているmRNAを解析した。同時にコウジ酸を生産しない条件でも培養し、同様にmRNAを解析した。また、同じ条件で組換え麹菌が色素を生産する際のmRNAを解析する。生産条件を確認し、mRNAを取得する時間を検討した。コウジ酸、色素の発言時の発現しているmRNAを比較することで、物質生産に共通して働く遺伝子、およびそれぞれの生産に関わる遺伝子を特定する。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究所内の管理部門へ出向し、研究を兼務として実施している。そのため申請時と比べて5分の１程度のエフォートを使って研究しているために、当初予想よりは遅れている。今年度から、研究部門の玉野氏に、実施者として参加して頂いている。実験部分を進めて頂くことにより、研究計画全体を効率化することができた。

Strategy for Future Research Activity

研究計画に従って進めるが、兼務でも加速できるように工夫する。分析等で外注などの委託を利用して、時間の節約を図る。結果として消耗品の節約にも効果が出ると考えられる。

Causes of Carryover

研究計画が遅れているが、H30年度にゲノム科学的な解析に必須のデータ取得のための委託分析を必要としており、今までの年度で計画していた各年度の予算額を超えるため、今まで使用しなかった分を合わせて支出することで、重要なデータを取得することができる。