2020 Fiscal Year Research-status Report
酵母染色体の部分異数体ライブラリー構築と育種への応用
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18K05402
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
笹野 佑 崇城大学, 生物生命学部, 准教授 (90640194)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田口 久貴 崇城大学, 生物生命学部, 教授 (90212018)
原島 俊 崇城大学, 生物生命学部, 教授 (70116086)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ゲノム工学 / CRISPR/Cas9 / 染色体工学 / 酵母 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度に特に注力して行った研究は、染色体外環状DNA（EccDNA)化技術を用いた菌株育種である。染色体外環状DNAとは、染色体とは独立して細胞内で複製される環状DNAであり、細胞内のコピー数は２～数千と幅広い。これまで注目されてこなかったが、出芽酵母において自然界で多くのDNA領域がEccDNA化していることが分かっており、しかもこれが環境への適応や進化にも関わることが明らかになってきた。本研究課題の前年度までの研究で、出芽酵母に置いて任意の染色体領域を自在にEccDNA化する技術を開発している。この方法を用いて、本年度は菌株育種を試みた。
これまでの研究で出芽酵母において重複することで高温や酸、高濃度エタノールなどに対して耐性を示す染色体領域を見出しており、これらの領域をターゲットに人工的にEccDNA化させることで、育種した菌株のストレス耐性能を調べた。現在途中段階であるが、例えば１番染色体や３番染色体の一部領域をEccDNA化することで、硫酸存在下（pH2.2)でも野生株よりも強い生育を示すことを見出している。次年度はこの研究を継続し、他の染色体領域についても解析を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題の当初の目的は、任意染色体領域の重複、欠失ないしEccDNA化技術を用いて、出芽酵母に置いてこれらの染色体改変がランダムに施された菌株ライブラリーを構築し、有用菌株を育種することであったが、技術的な難しさやマンパワーの不足などにより、ライブラリー構築が出来ていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
【研究実績の概要】でも記述した通り、今年度の課題の一つは、重複することでストレス耐性を示すことが既に分かっている領域をターゲットにEccDNA化していく。現在までに５０％の進捗度であるので、残りの実験を行う。
もう一つの課題は、当初の予定通り、出芽酵母において重複や欠失、置換、あるいはEccDNA化などをゲノムワイドにランダムに改変した多様なゲノム組成を持つ菌株集団（菌株ライブラリー）を構築し、高温や低pHなどのバイオエタノール生産時において酵母細胞が晒される様々な環境ストレスに対して耐性を示す菌株を獲得することを目指す。
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| Causes of Carryover |
当該年度はコロナ禍のため、研究室で実験を開始することが出来たのは６月からであった。さらに、研究室内での三密回避のため、学生の登校時間を制限し、午前と午後に分ける等の措置を講じたため、必要な実験時間を確保することが出来なかった。これにより実験の進捗が大幅に遅れてしまった。
当初計上していた旅費については、２０２０年にオーストリアのウィーンで開催される予定だった国際学会（The 15th International Congress on Yeasts）への参加費用に充てるつもりであったがコロナ禍のため１年延期となってしまった。今年度はオンラインでの開催であるため、旅費は掛からないが、参加費として180ユーロ（約23,500円）必要である。残りの費用は物品費などに使用する予定である。最終年度である令和３年度の使用計画は、消耗品としては分子生物学試薬、特に本研究課題ではPCRを多用するために、DNAポリメラーゼやプライマーを大量に購入する。備品としては顕微鏡、クリーンベンチなどを購入する予定である。
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Research Products
(4 results)
