Metabolic engineering of white rot fungus for direct alcohol fermentation from lignin

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17F17404
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 吉田 誠 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30447510)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ZHANG YIXING 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2017-11-10 – 2021-03-31
• Keywords: リグニン / 白色腐朽菌 / エタノール / 代謝工学 / 担子菌

Outline of Annual Research Achievements

石油資源の枯渇や地球温暖化への懸念を背景として、再生可能でカーボンニュートラルな資源である植物系バイオマスを原料とした有用物質生産は喫緊の課題であり、バイオエタノールに代表されるようなバイオ燃料およびバイオベースポリマーなどの生産に関する技術開発が世界的に推進されている。当該分野におけるこれまでの研究は、セルロースなどに代表されるような植物細胞壁多糖類のリファイナリー技術に関するものが多くを占めており、高分子芳香族化合物であるリグニンについては、植物細胞壁の約30%程度を占めるほど多く植物に含まれているのにも関わらず、その安定性の高さや難分解性により、これを原料とした物質変換は難しいのが現状である。本研究では、未利用天然ポリマーの代表格ともいえるリグニンを単独で完全分解可能な地球上で唯一の生物種として知られる白色腐朽菌に着目し、これを代謝工学的に改良することで、リグニンを原料としたエタノール生産システムを構築することを目指す。具体的には優れたリグニン分解能力とエタノール生産応力を有する株を代謝工学的に創出することでこれを実現しようと試みる。
本課題の外国人特別研究員であるZhang Yixing氏は2019年4月に受入機関変更となり、東京農工大学から立命館アジア太平洋大学へと移り、またそれに伴い受け入れ研究者も変更となったため、2019年4月1日から4月23日までの実績を記す。この期間内において、白色腐朽菌ヒラタケのトランスクリプトーム解析を実施するための準備を実施した。具体的には、バニリン酸および安息香酸でヒラタケを培養し、得られた菌体からRNAを抽出することでトランスクリプトーム解析に供するサンプルを得た。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度、当該期間における研究機関は23日間であったため、解析のための準備として菌の培養などを実施したのみであったが、トランスクリプトーム解析の準備が整ったこと、新たな受入研究者がデータ解析を得意にしていることから、今後の見通しは明るいと判断している。

Strategy for Future Research Activity

新たな研究機関での活動となるが、当該期間に調整した試料を利用してトランスクリプトーム解析を行い、芳香族代謝のキー遺伝子やキーとなる代謝系を見いだすことにより、その情報をベースとした代謝工学を実施していく予定である。