バイオ燃料生産性を飛躍させる光エネルギー駆動型マリンビブリオファクトリーの創成

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26660168
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 澤辺 智雄 北海道大学, 水産科学研究科(研究院), 教授 (30241376)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細川 雅史 北海道大学, 水産科学研究科(研究院), 准教授 (10241374)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 再生可能エネルギー / 光栄養性 / 水産学 / 微生物 / ゲノム / バイオマス / カロテノイド / 代謝改変

Outline of Annual Research Achievements

海洋メタゲノムデータや微生物個別ゲノムデータから発掘されたプロテオロドプシンや光捕集カロテノイド合成遺伝子を人工遺伝子合成し，マリンビブリオ細胞で効率よくかつ高い機能性を保持した状態で発現させることを目的とし，平成26年度は，海洋微生物ゲノムからの新規プロテオロドプシンおよび光捕集カロテノイド遺伝子の発掘を行った。

1.　北海道および石垣島の海洋試料から分離された細菌の中から見いだされた，myxolという単環式カロテノイドの生合成細菌のゲノム塩基配列を決定した。myxol合成細菌は全てmyxol合成遺伝子群を有していた。それに加え，プロテオロドプシンおよびβカロテン15,15'-モノオキシゲナーゼ（blh）様のタンパク質をコードする遺伝子を有する菌株も見いだされた。特に，Nonlabens属のAra13株はプロトン排出型のプロテオロドプシン遺伝子に加え，ナトリウムイオン輸送型のプロテオロドプシン遺伝子も有していることが示唆された。

2. さらに，前項と同様に分離された細菌の中に，ゼアキサンチンや新規な単環式カロテノイドを生合成することを見いだした。また，ゼアキサンチン合成菌のゲノム塩基配列を得て，カロテノイドの合成遺伝子クラスターを解析したところ，細菌の分子系統と遺伝子クラスターの構造が一致せず，多様性が観察されることを見いだした。また，同定が行えなかったカロテノイドを生成する菌株の中で，1株は カロテノイド合成遺伝子であるcrtBEIZYのセットを有していた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

光栄養性代謝改変株の作製に有用なプロテロロドプシンおよびblhを見いだし，平成26年度の目標をほぼ達成した。

Strategy for Future Research Activity

プロテオロドプシン遺伝子のマリンビブリオへの組み込みを進める。

Research Products

• [Journal Article] Draft Genome Sequences of Two Vibrionaceae Species, Vibrio ponticus (2014)
  • Author(s): Al-Saari N, Meirelles PM, Mino S, Suda W, Oshima K, Hattori M, Ohkuma M, Thompson FL, Gomez-Gil B, Sawabe T, Sawabe T
  • Journal Title: Genome Announc. Volume: 2 Pages: -
  • DOI: 10.1128/genomeA.01095-14
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Draft Genome Sequences of Marine Flavobacterium Nonlabens Strains NR17, NR24, NR27, NR32, NR33, and Ara13 (2014)
  • Author(s): Nakanishi M, Meirelles P, Suzuki R, Takatani N, Mino S, Suda W, Oshima K, Hattori M, Ohkuma M, Hosokawa M, Miyashita K, Thompson FL, Niwa A, Sawabe T, Sawabe T
  • Journal Title: Genome Announc. Volume: 2 Pages: -
  • DOI: 10.1128/genomeA.01165-14
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Draft Genome Sequences of Marine Flavobacterium Algibacter lectus Strains SS8 and NR4 (2014)
  • Author(s): Takatani N, Nakanishi M, Meirelles P, Mino S, Suda W, Oshima K, Hattori M, Ohkuma M, Hosokawa M, Miyashita K, Thompson FL, Niwa A, Sawabe T, Sawabe T
  • Journal Title: Genome Announc. Volume: 2 Pages: -
  • DOI: 10.1128/genomeA.01168-14
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Draft Genome Sequence of Marine Flavobacterium Jejuia pallidilutea Strain 11shimoA1 and Pigmentation Mutants (2014)
  • Author(s): Takatani N, Nakanishi M, Meirelles P, Mino S, Suda W, Oshima K, Hattori M, Ohkuma M, Hosokawa M, Miyashita K, Thompson FL, Niwa A, Sawabe T, Sawabe T
  • Journal Title: Genome Announc. Volume: 2 Pages: -
  • DOI: 10.1128/genomeA.01236-14
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 海洋細菌が有するカロテノイド合成系の体系的理解 (2014)
  • Author(s): 中西誠人・高谷直己・高峰・宮下和夫・細川雅史・大熊盛也・大島健志朗・服部正平・澤辺智雄
  • Organizer: 日本水産学会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-17