2020 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding of wood decay phenomena and construction of biomass conversion system using genome editing technology of mushroom
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19H03013
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
五十嵐 圭日子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80345181)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飛松 裕基 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (20734221)
高畠 幸司 琉球大学, 農学部, 教授 (50446621)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 木材腐朽菌 / ゲノム編集 / バイオマス変換 / バイオエコノミー / 二次元NMR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
きのこの多くは、木材を栄養源として生育する木材腐朽菌である。我々は既にきのこが作る子実体を食品や薬として古来から利用しているが、きのこの木材分解メカニズムや子実体形成メカニズムには依然として不明な点が多い。本研究の目的は、ゲノム編集技術を利用して木材腐朽現象を理解し、「きのこはどのように木材を分解しているのか」を明らかにするとともに、新しいバイオマス変換系の構築に応用することである。
2020年度は、2019年度に成功した木材腐朽菌のゲノム編集技術の安定化を目指した。すでに当研究室（東京大学森林化学研究室）での実験が可能となったウシグソヒトヨタケに関しては、ターゲットとする遺伝子群が決まり、現在バイオマス変換酵素をデータベース化している糖関連酵素（Carbohydrate-Active enZymes：CAZy）サーバーに登録されているものの中から、Glycoside Hydroase（糖質加水分解酵素）ファミリーやAuxiliary Activities（付加活性）ファミリーに分類される酵素、その他の糖関連酵素を編集対象としてゲノム編集実験を行った。その中ではまた、ゲノム編集を行った菌株を用いて、セルロースを基質としたときの生育やバイオマス分解挙動に関しても詳細に調べた。一方で、当研究室で長く使われている白色木材腐朽菌Phanerochaete chrysosporiumのゲノム編集実験系構築も試みたが、本菌は抗生物質耐性が非常に高く、現時点で本菌のスクリーニング系は確立できていない。今後はターゲットとする菌種を変えながら、ゲノム編集実験を行っていく必要性があると考えられた。
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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
本研究では、近年分子生物学の分野で注目されているゲノム編集技術を「きのこ」に応用し、そのバイオマス変換機構を明らかにするとともに、きのこの生産システムを木質バイオマス変換系として利用するという目的で研究を行っているが、実際にウシグソヒトヨタケのゲノム編集を成功させたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き木材腐朽菌のゲノム編集を行う。ターゲットとする遺伝子群は、現在バイオマス変換酵素をデータベース化している糖関連酵素（Carbohydrate-Active enZymes：CAZy）サーバーに登録されているものの中から、Glycoside Hydroase（糖質加水分解酵素）ファミリーAuxiliary Activities（付加活性）ファミリーに分類される酵素、その他の糖関連酵素を編集対象とする。
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