| Project/Area Number |
14J02694
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Applied microbiology
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
野口 拓也 (2014) 九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC2)
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| Research Fellow |
野口 拓也 (2015) 九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | ブタノール / 遺伝子発現解析 / ホスホトランスフェラーゼシステム（PTS） / セロビオース特異的パーミアーゼ（CelB） / HPrキナーゼ（HPrK） / 連続培養 / Cell recycling / カーボンカタボライト抑制（CCR） / ヒスチジン含有リン酸転移タンパク質 / メタボローム解析 / ペントースリン酸経路（PPP） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セロビオースとキシロースを含む混合糖において観察されるキシロースの代謝抑制現象（カーボンカタボライト抑制、CCR）の回避メカニズムについて検証した。前年度までの解析の結果、糖輸送に関与する遺伝子の発現に差があることを見出した。そこで、本年度は糖輸送および代謝に関与する遺伝子とCCR調節因子をターゲットとした詳細な遺伝子解析を行った。その結果、1）N1-4はセロビオース輸送体として、セロビオース特異的なPTS componentの1つであるcelA3の発現を抑制するとともに、非PTS系の輸送体であるセロビオースパーミアーゼをコードする遺伝子celB3、菌体内-glucosidase遺伝子であるbglA5を選択的に発現していた、2）HPrK遺伝子hprKの発現量が有意に減少していた、3）転写調節因子であるregA1の発現が有意に抑制されていた。以上の要因が使用菌株であるClostridium saccharoperbutylacetonicum N1-4のCCR回避に寄与したと考えられた。
遺伝子解析の一方で、我々はセロビオースとキシロースを含む混合糖（CX）からの連続的なブタノール生産系の構築を試みた。希釈率0.150 h-1でCとXをそれぞれ30 g L-1含む混合糖（CX30）を用いた連続発酵では、低い菌体濃度が原因で66%の糖が利用されずに系外へ排出されるということが分かった。そこで、中空糸膜による菌体濃縮を行った。連続培養の運転中、系外から抜き取られた培養液は菌体とそれ以外に分離され、菌体のみ系内に還流させた（cell recycling）。結果、同程度の条件下で73%の糖消費および1.42 g L-1 h-1のブタノール生産性を達成した。最終的に、最適化により希釈率0.682 h-1で3.99 g L-1 h-1のブタノール生産性を達成することができた。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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