2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the innovative process for material production using functional diatoms based on the biosilica engineering
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26289309
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
田中 剛 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20345333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉野 知子 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30409750)
真山 茂樹 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (40199914)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 有用珪藻 / バイオシリカ工学 / 自己凝集 / 有用物質生産 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では油脂肥大phaseと葉緑体肥大phaseが制御可能な有用珪藻Fistulifera solarisを微細藻類ホストとして用い、その細胞を覆う珪殻の物性を改質する”バイオシリカ工学”を確立することで、脂質やタンパク質、生理活性物質の生産を効率化する新たな物質生産プロセスを提案する。前年度までに当該株の高度不飽和脂肪酸（PUFA）生産ホストとしての有用性が示されている。平成28年度では、遺伝子組換え技術や培養条件の検討などにより、更なるPUFA高生産手法を確立した。遺伝子組換え手法においてはPUFA生合成における律速因子を特定し、これらの遺伝子の強発現を試みた。獲得した変異株のPUFA生産性は野生株の1.7倍まで向上することが確認された。更に、培養条件の検討を実施したところ、PUFAの生産性が2.3倍向上することが確認された。一方で、バイオシリカ改変株作出として、これまでにシリカ結合ペプチドをディスプレイした変異株の作出し、シリカ粒子添加による細胞凝集・沈殿の誘起を実証している。平成28年度では本技術の適応範囲を広げる為に、種々の物質により凝集・沈殿を誘起する複数の機能性ペプチドのディスプレイも実施した。これにより、より効率的な細胞回収法の設計が可能となることが期待された。また、バイオシリカ構造の基礎的知見を得るために、汽水産珪藻Pseudostaurosira trainoriiより、栄養細胞のガラス質細胞壁を裏打ちする有機層の単糖組成解析を行った。その結果、処理方法によって組成にはわずかな変化が見られたが、主としてマンノースとガラクトースにより構成されていた。また、本種の有性生殖段階でも接合子を包む有機層が得られた。この構造と栄養細胞の有機層の糖組成に大きな差異は見られなかった。これらの研究で得られた知見は、バイオシリカ改変珪藻による新規有価物生産プロセスの開発に大きく寄与するものである。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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