2021 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, 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 – 2023-03-31
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| Keywords | ゲノム工学 / CRISPR/Cas9 / 酵母 / 染色体工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度から引き続き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１６番染色体の一部領域をEccDNA化することで、高濃度エタノール条件においても野生株よりも強い生育を示すことを見出している。長大な染色体領域を多コピーで細胞に保持させることで従来技術では取得が困難だった画期的な性能を持つ酵母菌株を育種することができるようになると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題の当面の目的である、重複させることでストレス耐性となる既知領域を染色体外環状DNA化(EccDNA化）することは2年がかりで達成した。これにより新しい知見は得られてはいるものの、本研究の最終的な目標は、任意染色体領域の重複、欠失ないしEccDNA化技術を用いて、出芽酵母で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、ライブラリー構築はまだ出来ていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるので、当初の目標通り、酵母において染色体が重複・欠失・EccDNA化などによりランダムに改変された菌株ライブラリーを作製し、有用菌株を取得する。これにより本研究で用いた手法が酵母育種に有用であることを示したい。
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| Causes of Carryover |
当初オーストリアのウィーンでの国際学会（The 15th International Congress on Yeasts）への参加のために旅費を計上していたが、コロナによりオンラインでの開催となり、旅費が不要となったため残額が生じた。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４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予定である。
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Research Products
(2 results)
