2014 Fiscal Year Research-status Report
環境浄化と微生物代謝学の再考：シンプルな代謝設計でCO2からの有価物生産に挑む
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26740037
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 由也 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理研究部門, 研究員 (80711291)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 物質生産 / 独立栄養性細菌 / CO2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では二酸化炭素固定能を有する水素細菌を用い、温室効果ガスとして注視される二酸化炭素の有価物への変換に取り組む。微生物を用いた物質生産系における共通の課題は、微生物に物質生産をさせることで微生物の生育を阻害してしまう点にある。そこで本研究では、微生物の増殖が収束しつつある「定常期」に物質生産が開始されるような設計を目指す。そのため初年度は、トランスクリプトーム解析を行い、対象細菌の全遺伝子発現パターンを把握し、有用な発現調節領域（プロモーター領域）を見出すことを目標としていた。トランスクリプトーム解析としては、次世代シークエンサーを用いたRNA-seq解析の構築に取り組んだが、Linuxシステムを使った配列情報解析手法の確立に予想以上の時間を費やしてしまった。初年度はモデル微生物を使ったRNA-seq解析を行ったが、対象細菌の解析は完了できていない。
そこで、本来RNA-seq解析の後に予定していた、有用遺伝子導入系および遺伝子発現調節系の構築を進めた。これまでのところ、独立栄養条件で発現することが知られている遺伝子のプロモーター領域と、有用遺伝子を融合し、対象微生物に導入することに成功している。しかし、独立栄養条件においてもタンパク質として発現されていないことが確認された。複数種の有用遺伝子においても同様の結果が得られたため、目的遺伝子の再検討、プロモーター領域の再検討が必要であると判断した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究ではトランスクリプトーム解析手法として、RNA-seq解析を選択し、その解析系の構築に取り組んだ。RNA-seq解析では情報解析技術の習得が必須であり、他研究者の指導の下で習得に取り組んだが、想定以上に時間がかかってしまった。
しかし、遺伝子導入については再現よく成功しており、RNA-seq解析の遅れをある程度補うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目である本年度は、初年度に達成できなかったトランスクリプトーム解析を進める予定である。複数の生育条件での全遺伝子発現パターンを把握し、物質生産に有用なプロモーター領域を選定する。RNA-seq解析においては高度な情報解析が必要であり、それが大きな課題になっているため、場合によっては別の手法で代替する。
また、初年度の結果から示唆されたように、これまで導入を試行した有用遺伝子群ではタンパク質としての発現が難しいことが考えられる。今後は、これまで想定していなかった他の候補を含めて模索する必要がある。
基本的には研究計画書に記載した通り、トランスクリプトーム解析と有用遺伝子の導入を進める。
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| Causes of Carryover |
初年度にトランスクリプトーム解析を行う予定であり、等解析には高額なキットが必要となるため上記の予算を申請した。しかし、予想外に解析系の確立が遅れてしまい、初年度に高額な消耗品を購入する必要がなくなったため未使用額が生じ、次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
一部は当初の予定通りトランスクリプトーム解析用のキット購入に充てる。また、研究の進行速度を加速させる目的で人件費に充て、契約職員を雇用することも考えている。
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Research Products
(1 results)
