2018 Fiscal Year Annual Research Report
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17H03794
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉田 昭介 奈良先端科学技術大学院大学, 研究推進機構, 特任准教授 (80610766)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | PETase |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリエチレンテレフタレート (PET)を唯一の炭素源として増殖することができるIdeonella sakaiensisが効率的にPETを分解する仕組みについて研究を進めている。本年度は①PET加水分解酵素の機能解析および機能改良、②PET分解に関与する遺伝子の探索、③I. sakaiensisの遺伝子破壊系の構築についておもに研究を進めた。①では本酵素と、そのホモログであるクチナーゼの結晶構造比較を試みた。活性部位、予測された基質結合部位周辺に認められたユニークなアミノ酸残基に着目した。これらアミノ酸残基への変異導入を行い、酵素活性を調べた。その結果、本酵素の活性が有意に変化することが分かった。またこれらの変異により酵素の構造安定性も大きく変化することがわかった。②では本菌を種々の条件で培養し、網羅的な遺伝子発現解析を行った。それぞれの条件におけるトランスクリプトーム情報を得て比較を行ったところ、良好なPET分解を示すときに発現が上昇する遺伝子のリストを取得した。③では、Ideonella近縁種で使用されるベクターを基盤とした遺伝子導入系の構築を試みた。抗生物質耐性遺伝子を選択マーカーとするために、種々の抗生物質に対する本菌の感受性を調べた結果、複数の抗生物質において感受性が認められた。テトラサイクリン耐性を指標とした遺伝子導入条件を見出し、また相同組換えによりプラスミドをゲノムへ導入することも可能となった。
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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
前年度に遅れが生じた遺伝子操作ツールの開発について、本年度は一定のめどをつけることができた。また、PET加水分解酵素の機能解析、PET分解に関与する遺伝子の候補の絞り込みについても、萌芽的ながらも一定の成果を出すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
①PET加水分解酵素変異体の活性と熱安定性の相関について検討し、本酵素の活性向上に資する条件を明らかにする。②PET分解に関与する候補遺伝子の発現パターンを詳細に調べ、機能の絞り込み、同定を進める。③I. sakaiensisの遺伝子破壊系を完成させる。
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