2015 Fiscal Year Annual Research Report
革新的ゲノムシャフリングによる草本木質系原料からの高効率エタノール生産酵母の開発
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25450100
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
杉山 峰崇 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80379130)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原島 俊 崇城大学, その他部局等, 教授 (70116086)
笹野 佑 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90640194)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | Saccharomyces cerevisiae / Thermoresistance / Genome shuffling / Bioethanol |
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| Outline of Annual Research Achievements |
出芽酵母の高温耐性の改良については、49℃でも旺盛な生育を示す酵母Hansenula polymorphaのゲノムDNAを導入し3回目のゲノムシャフリングを行った。2ndゲノムシャフリング株が生育できない43℃条件でスクリーニングを行なったところ、耐性株を得ることができなかった。スクリーニング条件を検討したが、耐性株を得ることはできなかった。従って、本研究における出芽酵母の高温耐性の改良は42.5℃まで成功し、従来の出芽酵母では発酵がほとんど無理なこの高温条件において、生産収率90%以上でエタノールを生産できる優秀な酵母株を開発することに成功した。一方、高温耐性を示すがエタノール生産性が低い酵母H. polymorphaのエタノール高生産株のスクリーニングも行い、優良株を1株得た。
高温条件でのキシロース発酵を可能とする酵母株の開発を目指して、高いキシロース発酵性を示すが高温耐性が低い酵母Spathaspora passalidarum をホストにして、ゲノムシャフリングにより41℃の高温条件でもキシロース培地で生育可能な耐性株を得た。ホスト株では生育・発酵がほとんど進まない40℃条件で発酵試験を行ったところ、グルコースおよびキシロース培地から50%以上の収率でエタノールを生産する株を開発することに成功した。加えて、コドン最適化したキシロース発酵遺伝子(XI-XK系)発現カセットを構築し、上述の42.5℃耐性出芽酵母ゲノムシャフリング株に導入して、キシロース発酵性の改良を進めた。
発酵阻害物質の1つである乳酸に対する耐性付与遺伝子を過剰発現させ、乳酸存在下でのエタノールの生産性向上に成功した。
本研究では、バイオエタノール生産の効率化・低コスト化に重要となる高温耐性・エタノール高生産性酵母の育種に成功し、今後のさらなる菌株プラットフォーム開発に貢献すると期待される。
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Research Products
(6 results)
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[Presentation] Improvement of thermotolerance of Saccharomyces cerevisiae for bioethanol production by genome shuffling2015
Author(s)
Sugiyama, M., Wu, J., Sasano, Y., Kaneko, Y., Boonchird, C., Harashima S.
Organizer
27th Annual Meeting of the Thai Society for Biotechnology and International Conference
Place of Presentation
Bangkok (Thailand)
Year and Date
2015-11-18
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Improvement of thermotolerance of Saccharomyces cerevisiae for bioethanol production by genome shuffling2015
Author(s)
Sugiyama, M., Wu, J., Sasano, Y., Kaneko, Y., Boonchird, C., Harashima S.
Organizer
32nd International Specialized Symposium on Yeasts
Place of Presentation
Perugia (Italy)
Year and Date
2015-09-04
Int'l Joint Research
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