2019 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of CAZyme genes expression in a cellulolytic Clostridium bacterium
| Project/Area Number |
18K18218
|
|---|
| Research Institution | Mie University |
|---|
Principal Investigator |
市川 俊輔 三重大学, 教育学部, 講師 (50781118)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | バイオリファイナリー / セルロース系バイオマス / Clostridium thermocellum / 糖質関連酵素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
未利用資源であるセルロース系バイオマスからの原油代替化合物生産（バイオリファイナリー）を実現するために、セルロース系バイオマスの効率的分解を達成する必要がある。細菌Clostridium thermocellumはセルロース系バイオマスの構造や構成成分を認識し、遺伝子発現調節因子（σ因子）を介して、その分解に適した多種の分解酵素を分泌する。本研究では、σ因子の機能を明らかにすることでC. thermocellumのバイオマス分解酵素生産の調節メカニズムを解明する。
C. thermocellumのσ因子（sigI7）遺伝子構成的発現株では、47つの糖質関連酵素遺伝子の発現が促進、８つの糖質関連酵素遺伝子の発現が抑制されていることを、トランスクリプトーム解析によって明らかにした。sigI7発現株の培養液のセルロース系バイオマス分解活性は、野生株のものより小さかった。セルラーゼ活性には変化がなかったが、キシラナーゼ活性などが低下していることがわかった。この株の培養液中の分子量約75kDaおよび約50kDaのキシラナーゼが減少していることを、SDS-PAGEとキシラナーゼ活性染色により確認した。
C. thermocellumは100以上の糖質関連酵素を用いて効率よくセルロース系バイオマスを分解するが、どの糖質関連酵素の活性がセルロース系バイオマス分解活性に重要なのか、明らかでない。ここまでのトランスクリプトームや活性染色による結果を踏まえて、sigI7発現株で減少している糖質関連酵素を推定した。糖質関連酵素遺伝子Clo1313_1002またはClo1313_0522から調製したリコンビナントタンパク質は、セルロース系バイオマスの分解活性をほとんど示さないが、sigI7発現株培養液に添加することで、そのセルロース系バイオマス分解活性を復帰できることを明らかにした。
|
-
-
[Journal Article] Physcomitrella STEMIN transcription factor induces stem cell formation with epigenetic reprogramming2019
Author(s)
Masaki Ishikawa, Mio Morishita, Yohei Higuchi, Shunsuke Ichikawa, Takaaki Ishikawa, Tomoaki Nishiyama, Yukiko Kabeya, Yuji Hiwatashi, Tetsuya Kurata, Minoru Kubo, Shuji Shigenobu, Yosuke Tamada, Yoshikatsu Sato, Mitsuyasu Hasebe
-
Journal Title
Nature Plants
Volume: 5
Pages: 681-690
DOI
Peer Reviewed
-
