2016 Fiscal Year Research-status Report
カロテノイド生産工場の設計：高度好塩性古細菌を用いた多様なカロテノイドの大量合成
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16K06868
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
八波 利恵 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (90334531)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 新規カロテノイド合成 / 高度好塩性古細菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高度好塩性古細菌Haloarcula japonicaを用いて、①本菌が生産するバクテリオロドプシン（BR）を基本骨格とした新規カロテノイド、②自然界における生産量が少ない希少カロテノイド、③BRとは異なる構造をもつ非天然カロテノイド、を大量合成することを目的としている。昨年は、BRを基本骨格とした新規カロテノイド合成に向けた研究に着手した。
BRの共役二重結合数は13である。そこで、より高い抗酸化活性を持つカロテノイドを合成するために、共役二重結合数が17の新規カロテノイドを合成することを目指した。このカロテノイドは、BRの前駆体であるBABRをさらに不飽和化して取得することとした。不飽和化には、申請者が見出した新規カロテノイド不飽和化酵素（CrtD）に進化分子工学的手法により変異を導入し用いることとした。まず、crtD遺伝子に対するランダム変異導入法を検討した。反応に使用するマンガン濃度などを変化させ、crtD遺伝子に変異を導入し、得られた遺伝子配列を解析して変異導入率を見積もった。その結果、crtD遺伝子に対し、1から2塩基の変異を導入する条件を見出した。そこで、この条件で変異を導入したcrtD遺伝子ライブラリーを取得した。現在、この遺伝子ライブラリーをBABRのみを生産するHa. japonicaに形質転換し、色の変化、および生産したカロテノイド分析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高度好塩性古細菌由来の遺伝子に対して、進化分子工学的手法を行った例はこれまでになく、通常の条件で行うと変異に偏りが見られた。そのため、ランダム変異導入法の確立に手間取った。また、高度好塩性古細菌を宿主とした形質転換効率は常法では低くかったため、形質転換法の改善も行った。これらの理由より、研究がやや遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、課題達成のために他の外来遺伝子にも変異を施すが、高度好塩性古細菌由来の遺伝子に対するランダム変異導入法の確立が確立できたため、研究は順調に進むと思われる。
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| Causes of Carryover |
H28年度は、ランダム変異導入法および形質転換法の確立に手間取ったため、計画していた外来遺伝子の取得、クローニング、発現には至らなかった。そのため、遺伝子取得、クローニング、発現等にかかる予算が未使用であったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
外来遺伝子は、全合成もしくは、ジーンバンクから購入する予定である。また、クローニング、発現した後は、タンパク質分離カラムを購入し、性質を調べる。
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[Presentation] 好アルカリ性放線菌 Nocardiopsis sp. F96 株由来 GH ファミリー 18 キチナーゼの性質検討および各ドメインの機能解明2016
Author(s)
遠山絹華, 三須大樹, 梶谷 嶺, 遠藤きみ子, 深沢徹也, 康 斐, 八波利恵, 伊藤武彦, 福居俊明, 中村 聡
Organizer
第17回極限環境生物学会年会
Place of Presentation
日本, 横浜
Year and Date
2016-11-01 – 2016-11-02
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