2015 Fiscal Year Annual Research Report
実験進化過程のマルチオミクス解析によるストレス耐性細胞工場の創製
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24246134
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
清水 浩 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (00226250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古澤 力 国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, その他 (00372631)
平沢 敬 東京工業大学, 生命理工学研究科, 准教授 (20407125)
松田 史生 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (50462734)
戸谷 吉博 大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (70582162)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 進化工学 / マルチオミクス / ストレス耐性 / 物質生産 / ゲノムスケールモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物機能を利用した再生可能資源からのバイオ化成品、バイオ燃料生産プロセスの開発が注目されている。微生物を細胞工場として高度化するためには、バイオプロセスにおいてストレスに耐性を賦与することが重要である。本研究では、大腸菌の長期植え継ぎ培養自動化システムを開発し、バイオ化成品生産のためのストレスに対して耐性を獲得した進化株を取得する。進化株と親株をマルチオミクス解析し、両株における細胞内状態の差異を解明する。また、ゲノムスケールの代謝反応モデルを用いてin silico予測された目的物質生産のための代謝経路デザイン株をバイオプロセス環境に適応進化させることにより、生産最適化株を創製する。こうした研究を統合的に進めることにより、バイオ燃料・化成品生産のための大腸菌細胞工場を創製する。
本年度は、前年度までに植え継ぎ培養によって取得した、乳酸・ブタノールなど１１種の環境ストレスに対して耐性を持つ大腸菌株について、遺伝子発現量、ゲノム変異、そして細胞内代謝物質濃度を定量し、その耐性獲得メカニズムの理解を試みた。その結果として、ストレス耐性に寄与する変異や発現量変化を同定することに成功した。
また、ゲノムスケールモデルを用いて増殖と連動して生産性を向上させるための代謝改変を行い、物質生産を行うのに適した遺伝子削除株を構築した。この株を長期植え継ぎ培養により進化させることで、増殖の連動に伴って物質生産の生産能力も向上する結果を得た。これらの結果から、代謝経路デザインと適応進化を統合した新規な物質生産細胞工場の創製法の開発に成功した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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