2023 Fiscal Year Annual Research Report
コリネ型細菌のビオチン排出輸送体の同定と発酵への応用
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21K05337
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
池田 正人 信州大学, 学術研究院農学系, 教授 (00377649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹野 誠記 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (30422702)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | コリネバクテリウム グルタミカム / ビオチン排出輸送体 / ビオチン取り込み輸送体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【ビオチン排出輸送体BioE欠損候補株の選択】コリネ型ビオチン生産菌はビオチン取り込み系遺伝子（bioY）と糖代謝遺伝子（ppc）を破壊するとビオチンを自ら合成できるのにビオチン高濃度要求性となる。DD1株と命名したこの菌株から再びビオチン非要求性になったサプレッサー株を選抜すれば、その中に目的のBioE欠損候補株が含まれている可能性がある。ビオチンフリープレートにDD1株を塗布すると自然変異によりコロニーが出現した。これらサプレッサー株は表現型解析で確かにビオチン要求性が解除されていた。その中から、代表株として親株DD1よりもビオチン分泌量が低下した株を2株（S1株、S2株）選抜した。
【細胞内ビオチン濃度分析】上記2菌株の細胞内ビオチン濃度を測定した結果、親株DD1との間に有意差は認められなかった。つまり、S1株およびS2株では細胞内のビオチンプールが高まっていないのにビオチン要求性が解除されたことになる。であれば、S株は中央代謝がビオチンに依存しない糖代謝系変異株である可能性がある。その変異は応用的価値があるため、全ゲノム解析による同変異の特定を試みた。
【全ゲノム解析】S1株、S2株ともにただ一つの変異が見出された。どちらもクエン酸回路を構成するアコニターゼ遺伝子（acn）の異なるミスセンス変異であった［S1株：acn150（Glu150Lys），S2株：acn517（Ser517Phe）］。PPC酵素を欠損しているDD1株ではオキサロ酢酸の供給がビオチン酵素PYCに依存しているためにビオチン要求性が高くなっている。ならばPYCに依存することなくオキサロ酢酸を供給できればビオチン要求性は回復するはずである。S株に見出されたacn変異はそのような代謝変換をもたらして中央代謝をビオチン非依存にする新規有効変異と考えられる。
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| Remarks |
研究者総覧 池田正人 https://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/search/detail.html?systemId=48913328&lang=ja&st=researcher
Researchmap 池田正人 https://researchmap.jp/read0131716
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