2018 Fiscal Year Research-status Report
海洋生物の腸管に共生する海洋性微生物を利用した希少脂質生産法の開発
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17K07723
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
櫻谷 英治 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (10362427)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪本 鷹行 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 助教 (90740332)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 共生微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
保湿機能を持つ脂質は化粧品や化成品用途に利用されている。本研究において、需要が拡大し今後供給不足が懸念されるスクワレンの発酵生産系確立と新たなファルネセン生産プロセスの開発を目指す。深海ザメや海洋生物にはユニークな中性脂質が多く含まれ、共生微生物による脂質改善が行われていると予想される。これら共生微生物群とそれぞれの海洋生物油脂との比較から生物種ごとに変化する脂質組成との相関を調べるとともに、新たな脂質生合成経路の解明とそれら関連酵素遺伝子を活用した油糧微生物での発酵生産へと連動する。
魚をはじめとした様々な海洋生物の臓器および生息海域の海水を単離源として、好気性菌928株、嫌気性菌429株を単離した。また、海水からは好気性菌58株を単離した。単離菌株については好気（振盪培養）あるいは嫌気（静置培養）条件で3日間培養後、メチルエステル化およびけん化脂質をガスクロマトグラフィー質量分析（GC-MS）により解析した。その結果、数種の長鎖アルコールを蓄積する微生物を新たに見いだした。
さらに、アルキルグリセロールを蓄積する微生物を単離した。アルキルグリセロールを蓄積する培養条件の検討を行ったところ、トレハロースを炭素源とすることでアルキルグリセロール生産性が顕著に増加し、また培養温度を28°Cとした場合に生育度は悪くなるもののアルキルグリセロール生産量が増加した。さらに、トリメチルシリル化脂質のGC-MS分析の結果、アルキルグリセロールのsn-1位にC16あるいはC17の炭素鎖を有することが示唆された。今後、アルキルグリセロールの分取精製を行った後に、NMRなどを用いてこれらの化合物の構造を決定する。
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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
魚をはじめとした様々な海洋生物の臓器および生息海域の海水から微生物を単離し、それら微生物の脂質群の解析を行った結果、これまでに、スクアレン、ジピコリン酸、長鎖アルコール、アルキルグリセロールを蓄積する微生物の単離に成功した。
今年度は特に、アルキルグリセロールを蓄積する微生物の培養条件の検討と、アルキルグリセロールの構成脂質の構造予測を行った。この微生物はサメの腸管より単離されており、サメの肝油にはスクアレンだけでなくアルキルグリセロールの一種であるバチルアルコールが含まれることから、微生物がつくる脂質と宿主となる海洋生物の脂質の関係性を検討するうえで興味が持たれる。
また、アルキルグリセロールを蓄積する微生物として硫酸還元菌が報告されているが、本研究で単離した菌株は一般的な好気性のバクテリアであることから、これまでにない新たなアルキルグリセロール生合成経路や、アルキルグリセロールの細胞内での役割があるかもしれない。単離した菌株は現状の最適条件下で、15 mg/L程度のアルキルグリセロールを蓄積することが分かっている。
海洋生物あるいは海水などから微生物を単離し、それら微生物がつくる希少脂質の蓄積を高める培養条件の検討を試み、希少脂質の構造決定をいくつか行ったことから研究はおおむね順調に進んでいると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた微生物がつくる希少脂質の構造を詳細に決定する。また、それらの生合成に関わる酵素あるいは酵素遺伝子を探索し、機能性を評価する。特にスクアレンを生産するバクテリアのスクアレン生合成経路が真核生物と同等なのか、ステロール類を生産するかなどを継続して精査する。バクテリア由来スクアレン合成酵素遺伝子を探索し、真核油糧微生物に導入することでその機能性を評価することを試みる。
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| Causes of Carryover |
理由：物品費（フリージングボックス ３セット、ノズルフィルター ３個、ノズルシリンダ １式）が3月に納品となり、支払が完了していないため。
使用計画：上記物品費の支払が4月に完了する予定である。
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