Analysis and application of TOR signaling-mediated fermentation control in sake yeast

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K18676
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Watanabe Daisuke 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30527148)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 酵母 / 清酒酵母 / アルコール発酵 / TORシグナル / TORC1 / Rim15p / アミノ酸ホメオスタシス / 発酵デザイン

Outline of Final Research Achievements

We revealed that TORC1, the master regulator of nutrient signaling in eukaryotic cells, plays significant roles in the control of alcoholic fermentation in the yeast Saccharomyces cerevisiae. High TORC1 activity is associated with high fermentation performance in sake yeast strains of S. cerevisiae. TORC1 positively regulates fermentation via the harmonious control of a major fermentation inhibitor Rim15p protein kinase and amino acid homeostasis-related factors. Thus, TORC1 governs the crosstalk regulation between carbon and nitrogen metabolism in response to external nutrient environments.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

酵母のアルコール発酵は、酒類やパン、バイオエタノールの製造などに広く用いられる重要な微生物機能であるが、その人為的な調節は困難であった。本研究では、高い発酵力を有する清酒酵母の研究を端緒として、真核生物に保存されたTORシグナリングが発酵調節の鍵を握ることを見出し、その詳細なメカニズムを解明した。本研究成果を通して、産業用酵母菌株の発酵力を自在に改変するための「発酵デザイン技術」の確立につながることが期待される。