2017 Fiscal Year Research-status Report
カロテノイド生産乳酸菌が持つ新規酸化ストレス応答因子と抗酸化物質の探索
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16K08012
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
萩 達朗 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門 畜産物研究領域, 主任研究員 (00510257)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | カロテノイド / 乳酸菌 / 抗酸化物質 / 発現制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カロテノイド生産乳酸菌には、特有の酸化ストレス応答機構が存在することが明らかとなってきたことから、本研究ではカロテノイド生産乳酸菌を研究材料として、新規抗酸化物質の探索を行っている。昨年度までに得られた発現株7株を菌体破砕機で破砕し、菌体粗抽出液をTotal Antioxidant Capacity(TAC) Assay Kitで測定したところ、抗酸化が強い株が確認できなかった。そこで、Enterococcus属の別の種についてゲノム情報を検索したところ、これまでのカロテノイド生合成遺伝子とは異なる推定カロテノイド生合成遺伝子の存在が確認できた。また、推定カロテノイド遺伝子についてRT－PCRで発現を確認したところ、既知のカロテノイド遺伝子と同様に発現し、ストレス応答していることが確認できた。そこで、既知のカロテノイド生合成遺伝子と、ゲノム情報を基に推定した遺伝子をクローニングしシャトルベクターに導入後、Lactococcus lactis MG1363に導入したところ、菌体が薄いオレンジ色に変化した。既知のカロテノイド遺伝子のみ導入した場合の菌体は黄色で、推定カロテノイド生合成遺伝子を導入することでオレンジ色になったことから、今回クローニングした遺伝子は、既知のカロテノイドを修飾する遺伝子であることが明らかとなった。非発現株に比べると、推定カロテノイド修飾遺伝子発現株は、酸化ストレス耐性が向上する傾向にあった。本研究成果によって、乳酸菌の新たなカロテノイド生合成機構の存在が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Enterococcus属から推定カロテノイド修飾遺伝子を単離することができた。当該遺伝子の発現株で酸化ストレス耐性が向上する傾向があったことから、現在、色素を抽出し、次年度予定であるヒト細胞への添加予備試験を開始している。以上のことから、「本研究はおおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
Enterococcus属が生産するカロテノド産物がヒト細胞に与える影響を調べる。細胞に対する抗酸化作用を調べるため、過酸化水素等の酸化物質を細胞に接種後、核酸酸化は8-hydroxyguanosine (8-OHG)、脂質酸化は2-チオバルビツール酸反応性物質(TBARS)を指標に、細胞内酸化レベルを調べる。上記は特定の酸化レベルを測定しているが、必要に応じて、網羅的遺伝子発現解析等を行い、細胞への影響について網羅的解析を行い、その影響について詳細に検討する。
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| Causes of Carryover |
今年度、カロテノイド修飾遺伝子を分離し、発現株が容易に得られたこと、候補物質の抽出についても、既知の方法通りにできたことから大腸菌での発現、Hisタグ等による候補物質の精製が必要でなくなり、次年度使用分が生じた。次年度使用分については、ヒト細胞の抗酸化作用を調べるためのキット購入、必要に応じて遺伝子発現等の網羅的解析に使用し、カロテノイド産物がヒト細胞に与える影響を明らかにする。
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