2016 Fiscal Year Annual Research Report
Large-scale production of secondary metabolites by alteration of a transporter gene
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26450506
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐野 元昭 金沢工業大学, バイオ・化学部, 教授 (80410299)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | トランスポーター / 二次代謝産物 / 麹菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
栄養源の取り込みを行うトランスポーターの改変により、有用物質生産遺伝子の発現阻害となる栄養源の取り込みを制御し、有用物質生産の向上を目指して解析を進めていった。
研究対象は、多くの二次代謝産物を生産する麹菌(Aspergillus oryzae)を選択した。まず麹菌ゲノムデータベース上で、トランスポーター・パーミアーゼと予測されていた640個の遺伝子について、膜貫通領域を予測するソフトを用いて膜貫通ドメイン数の解析を行い、膜上に存在するかの確認を行った。その結果、約1割にあたる57個の遺伝子は膜上に存在しないと判断した。このような情報は、今度のトランスポーター解析で有益な情報になる。次に、窒素化合物である硝酸ナトリウム・GABA・アンモニアの取り込みに関わると予測される遺伝子の破壊株作製を進めた。その結果、麹菌の硝酸ナトリウム・GABAの取り込みを行う主要なトランスポーターの特定に成功した。また、一部の麹菌で生産されるシクロピアゾン酸(CPA)の生合成遺伝子は硝酸ナトリウム存在下で強い発現上昇が確認され、CPA生産と窒素化合物との関係性が明らかとなった。その後、麹菌のアミノ酸トランスポーターと予測される76遺伝子について、比較解析等より機能予測を進め、メチオニン・アルギニン・リジン・プロリンの取り込みにかかわると推測されるアミノ酸トランスポーターについて遺伝子破壊株を20株作製し、詳細な解析をすすめた。その結果、リジンの取り込みと生産性の関連が知られている抗生物質ペニシリンにおいて、リジントランスポーター遺伝子を破壊することで、リジン存在下でもアンピシリン生合成遺伝子の発現量上昇が確認された。
これらの解析で得られた情報は、糸状菌における二次代謝産物の大量生産のための基盤情報となる。
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