褐藻のバイオエタノール変換を目指した酵母共培養プラットフォームの構築

Research Project

Project/Area Number	18J10103
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	Applied microbiology
Research Institution	Kyoto University
Research Fellow	佐々木勇輔京都大学, 総合生存学館, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000) Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords	大型藻類 / アルギン酸 / マンニトール / エタノール発酵 / 適応進化
Outline of Annual Research Achievements	適応進化プロセスの解明アルギン酸及びマンニトールを炭素源とする培地にて４００世代に渡り適応進化した酵母株の表現型解析を行った。適応進化前株のdoubling timeは30時間であった一方で、適応進化後株のdoubling timeはおよそ6時間まで短縮していた。次に、それら糖類からのエタノール発酵能力を好気及び嫌気条件下で評価した。好気条件下では、適応進化前後株ともにエタノール発酵能を示した。特に、適応進化後株は適応進化前株と比較し、２倍以上の糖消費速度およびエタノール発酵量を示した。また、嫌気条件下では、適応進化前株はほとんどエタノール発酵能を示さない一方で、適応進化後株は理論収量の６０％以上のエタノール発酵能を示した。今後、これら表現型の背景にあるジェネティックな要因を同定するため、現在resequencingによる変異同定を進めている。また、アルギン酸及びマンニトールを炭素源とする培地での時系列トランスクリプトームによって発現変動する遺伝子の同定も同時に進めている。酵母株の蛍光標識化発酵系において酵母の局在を把握するため、蛍光タンパク質を細胞内に発現させる検討を行った。蛍光タンパク質の候補として、EGFP、mCherry、EYFPを選択し、酵母ゲノム上の栄養マーカー部位に相同組替えによりそれぞれ挿入した。顕微鏡観察により、各タンパク質の発現を観察するとともに、FACSにより蛍光強度の測定を行うことで、酵母株の蛍光標識が可能であることを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度は、酵母株の表現型解析に焦点を当てた。発酵プロセスの検討により、適応進化前後株の表現型を評価する条件の最適化を行った。その結果、表現型の相違を評価するに最適な条件を決定することができ、次年度に行うトランスクリプトーム解析の布石を打つことができた。また、ジェネティックな相違を明らかにするため、現在resequencingを進めている。
Strategy for Future Research Activity	来年度はresequencing及びRNA-Seqにより、適応進化における表現型向上に寄与するジェネティックな因子の同定を目指す。バイオインフォマティックス解析により明らかにし、必要に応じて生化学実験により、同定する変異の実証を行う。