2016 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of yeast fermentability and stress tolerance through the modification of mRNA flux
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26292039
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
井沢 真吾 京都工芸繊維大学, その他部局等, 准教授 (10273517)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | BTN2 / BDH2 / ADH7 / VFH1 / vanillin / ethanol stress / translation repression / yeast |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高濃度エタノールやグルコース飢餓、バニリンなどのバイオマス由来発酵阻害物質は酵母の翻訳活性を極端に低下させる。そのため、多くの遺伝子は転写が活性化されても翻訳産物の新規合成が行われず、その発現は抑制されてしまう。これらの翻訳抑制を引き起こすストレス下では、不要不急のmRNAが細胞質中のP-bodyやstress granuleに隔離される一方で、ストレスへの対処に必要とされるごく一部のmRNA は優先的・選択的にリボソームで翻訳されることが知られている。これまでに、高濃度エタノールやバニリンなどによる翻訳抑制下で優先的に翻訳されるmRNA (BTN2, ADH7, BDH2, VFH1など)を同定した。興味深いことに翻訳抑制下での優先的翻訳は、転写産物mRNA上の塩基配列ではなく、プロモーター領域内のDNA塩基配列(cis-エレメント)に依存したものである。そのため、ADH7, BDH2, BTN2, VFH1各遺伝子のプロモーターを用いて新たな遺伝子発現系を構築し、翻訳抑制ストレス下で他の遺伝子の発現を誘導することに応募者らは成功した。また、バニリンなどの発酵阻害物質に対する耐性を改善することにも成功した。翻訳されるか否かという転写後のmRNAの運命までもがプロモーターによって左右されるのは一見不可解だが、RNA結合タンパク質(RBP)が介在することで合理的な説明が可能である。事実、複数のRBP欠損株では、高濃度エタノールによるBTN2の優先的な翻訳が行われないことを確認した。今後は、今回見出したRBP欠損株の情報を足がかりに、醸造関連ストレス下における優先的翻訳の分子制御機構の解明に取り組み、醸造・発酵分野におけるその有用性を実証する予定である。
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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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