Generation of super thraustochytrids specialized for lipid production

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K19183
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: OKINO NOZOMU 九州大学, 農学研究院, 准教授 (90363324)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石橋 洋平 九州大学, 農学研究院, 助教 (90572868)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2022-03-31
• Keywords: ラビリンチュラ類 / 高度不飽和脂肪酸 / ゲノム編集

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to isolate a thraustochytrid with enhanced lipid production and develop a genome editing workflow for its synthesis. Through breeding by focusing on the fact that the specific gravity of cells decreases with lipid accumulation, we succeeded in isolating a strain with improved saturated fatty acid production. Gene expression analysis of this strain revealed an enhanced expression of the fatty acid synthase gene. Next, we screened a mutant library where a drug resistance gene was inserted into the genome. This revealed that mitochondrial β-oxidation is vital for lipid metabolism in thraustochytrids. We also established an optimized protocol for thraustochytrid genome editing using the CRISPR/Cas9 technology.

Free Research Field

海洋資源化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スラウストキトリッドは高度不飽和脂肪酸を始めとして様々な有用脂質が生産可能な海洋微生物であり、スラウストキトリッドを用いた有用脂質の産業レベルでの生産が期待されている。本研究により、スラウストキトリッドにおいて脂肪酸合成酵素の発現強化が飽和脂肪酸生産の重要なファクターになることが示された。また、スラウストキトリッドにおいてCRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集が可能になったことから、ゲノム編集技術を利用したスラウストキトリッドの脂質代謝経路の改変による有用脂質の生産が現実的になった。