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二次代謝産物生産に適した糸状菌遺伝子発現システムの開発

計画研究

研究領域生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御
研究課題/領域番号 22108007
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

五味 勝也  東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60302197)

研究分担者 町田 雅之  産業技術総合研究所, 生物プロセス部門, チームリーダー (30358006)
連携研究者 新谷 尚弘  東北大学, 大学院農学研究科, 准教授 (70374973)
小池 英明  産業技術総合研究所, 生物プロセス部門, 主任研究員 (90344118)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
55,640千円 (直接経費: 42,800千円、間接経費: 12,840千円)
2014年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2013年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2012年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
2011年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
2010年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード二次代謝化合物 / 多重遺伝子導入 / 遺伝子破壊 / マーカーリサイクリング / 生合成酵素 / 細胞内局在 / トランスポーター / 物質生産 / 遺伝子高発現 / 発現ベクター / 糸状菌 / 菌類 / 抗生物質 / ゲノム / 発現制御 / 遺伝子クラスター / Cre/loxP / 麹酸 / アフィディコリン / オミクス解析
研究成果の概要

麹菌を宿主として複数の遺伝子を効率的に導入するシステムとして、変異型loxP配列を用いた自己切断型選択マーカーカセットによるマーカーリサイクリング方法の開発に成功した。このシステムを利用することにより、多重遺伝子導入および多重遺伝子破壊を容易に行うことが可能になった。高発現用カセットを複数持つ発現用ベクターを構築し、麹菌宿主株への生合成遺伝子群の効率的な導入を可能にした。アフィディコリン生合成酵素とGFPを融合したタンパク質を麹菌で発現させ、それぞれの酵素の細胞内局在を観察するとともに、コウジ酸とアフィディコリンの排出トランスポーターの高発現が生産性向上に重要であることを明らかにした。

報告書

(6件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2015 2014 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Heterologous expression of highly reducing polyketide synthase involved in betaenone biosynthesis2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ugai, A. Minami, R. Fujii, M. Tanaka, K. Gomi, H. Oikawa
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      巻: 51 号: 10 ページ: 1878-1878

    • DOI

      10.1039/c4cc09512j

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reconstitution of biosynthetic machinery for the synthesis of the highly elaborated indole diterpene Penitrem.2015

    • 著者名/発表者名
      Liu, C., Tagami, K., Minami, A., Matsumoto, T., Frisvad, J.C., Suzuki, H., Ishikawa, J., Gomi, K., and Oikawa, H.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 号: 19 ページ: 5748-5752

    • DOI

      10.1002/anie.201501072

    • NAID

      130007492191

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid reconstitution of biosynthetic machinery for fungal metabolites in Aspergillus oryzae: Total biosynthesis of aflatrem2014

    • 著者名/発表者名
      K. Tagami, A. Minami, R. Fujii, C. W. Liu, K. Gomi, T. Dairi, H. Oikawa
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 15 号: 14 ページ: 2076-2076

    • DOI

      10.1002/cbic.201402195

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Biosynthetic assembly of cytochalasin backbone2013

    • 著者名/発表者名
      藤居瑠彌、南篤志、五味勝也、及川英秋
    • 雑誌名

      Tetrahedron letters

      巻: 54 号: 23 ページ: 2999-3002

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2013.03.120

    • NAID

      120005295657

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structurally Diverse Chaetophenol Productions Induced by Chemically Mediated Epigenetic Manipulation of Fungal Gene Expression2013

    • 著者名/発表者名
      T. Asai, T. Yamamoto, N. Shirata, T. Taniguchi, K. Monde, I. Fujii, K. Gomi, Y. Oshima
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 号: 13 ページ: 3346-3349

    • DOI

      10.1021/ol401386w

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconstitution of biosynthetic machinery for indole-diterpene paxilline in Aspergillus oryzae.2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tagami, C. Liu, A. Minami, M. Noike, T. Isaka, S. Fueki, Y. Shichijo, H. Toshima, K, T. Dairi, and H. Oikawa.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 号: 4 ページ: 1260-1263

    • DOI

      10.1021/ja3116636

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of ophiobolin F synthase by genome mining approach: a sesterterpene synthase from Aspergillus clavatus.2013

    • 著者名/発表者名
      R. Chiba
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 号: 3 ページ: 594-597

    • DOI

      10.1021/ol303408a

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modified Cre-loxP recombination in Aspergillus oryzae by direct introduction of Cre recombinase for marker gene rescue2012

    • 著者名/発表者名
      Mizutani, et al
    • 雑誌名

      Appl.Environ.Microbiol.

      巻: (未定)(in press) 号: 12 ページ: 4126-4133

    • DOI

      10.1128/aem.00080-12

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 糸状菌における効率的多重遺伝子導入系の開発2012

    • 著者名/発表者名
      江原直樹 他
    • 雑誌名

      生物工学

      巻: 90 ページ: 298-301

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ゲノム科学に基づくコウジ酸生合成遺伝子の解明2012

    • 著者名/発表者名
      小池英明、町田雅之
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 70 ページ: 206-208

    • NAID

      10030591964

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Biosynthesis of Diterpene Aphidicolin, a Specific Inhibitor of DNA Polymerase .ALPHA.: Heterologous Expression of Four Biosynthetic Genes in Aspergillus oryzae2011

    • 著者名/発表者名
      R.Fujii, A.Minami, T.Tsukagoshi, N.Sato, T.Sahara, S.Ohgiya, K.Gomi, H.Oikawa
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 75 号: 9 ページ: 1813-1817

    • DOI

      10.1271/bbb.110366

    • NAID

      10029757547

    • ISSN
      0916-8451, 1347-6947
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Penicillin biosynthesis in Aspergillus oryzae and its overproduction by genetic engineering2010

    • 著者名/発表者名
      Marui, et al
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng.

      巻: 110 ページ: 8-11

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of genes responsible for biosynthesis of kojic acid, an industrially important compound from Aspergillus oryzae2010

    • 著者名/発表者名
      Terabayashi, el al
    • 雑誌名

      Fungal Genet.Biol.

      巻: 47 ページ: 953-961

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 麹菌異種発現系を利用したインドールジテルペン、ペニトレムの生合成研究~第1報~2015

    • 著者名/発表者名
      松本 知之、劉 成偉、田上 紘一、南 篤志、鈴木 秀幸、五味 勝也、及川 英秋
    • 学会等名
      2015年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌異種発現系を利用したインドールジテルペン、ペニトレムの生合成研究~第2報~2015

    • 著者名/発表者名
      劉 成偉、田上 紘一、松本 知之、南 篤志、鈴木 秀幸、五味 勝也、及川 英秋
    • 学会等名
      2015年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌細胞壁の α-グルカン合成に関わる多重遺伝子破壊株の形態および物質生産特性2014

    • 著者名/発表者名
      張 斯来、田中瑞己、新谷尚弘、五味勝也
    • 学会等名
      第14回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Cre/loxP-based recombination system for fungal secondary metabolites production in Aspergillus oryzae2014

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Gomi
    • 学会等名
      2014 KSBB Fall Meeting and International Symposium
    • 発表場所
      Changwon Exhibition Convention Center (CECO)
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 麹菌異種発現系を利用したマイコトキシン、ペニトレムの生合成研究~第1報~2014

    • 著者名/発表者名
      松本 知之、劉 成偉、田上 紘一、南 篤志、鈴木 秀幸、五味 勝也、及川 英秋
    • 学会等名
      平成26年度日本農芸化学会北海道・東北支部合同支部大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌異種発現系を利用したマイコトキシン、ペニトレムの生合成研究~第2報~2014

    • 著者名/発表者名
      劉 成偉、田上 紘一、松本 知之、南 篤志、鈴木 秀幸、五味 勝也、及川 英秋
    • 学会等名
      平成26年度日本農芸化学会北海道・東北支部合同支部大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 選択マーカーリサイクリングシステムにより得られた麹菌α-グルカン合成に関わる多重遺伝子破壊株の特性2014

    • 著者名/発表者名
      張 斯来、伴 曉彦、江原直樹、水谷 治、田中瑞己、新谷尚弘、五味勝也
    • 学会等名
      第66回 日本生物工学会大会
    • 発表場所
      札幌国際会議場
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Self-excising Cre/mutant lox marker recycling system for multiple gene integrations and consecutive gene deletions in Aspergillus oryzae2014

    • 著者名/発表者名
      Silai Zhang, Akihiko Ban, Mizuki Tanaka, Osamu Mizutani, Takahiro Shintani, Katsuya Gomi
    • 学会等名
      11th International Aspergillus Meeting (Asperfest11)
    • 発表場所
      Silken Al-Andalus Palace, Seville, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌における自己切断型Cre/loxP選択マーカーリサイクリングカセットを利用した多重遺伝子導入・破壊システム2014

    • 著者名/発表者名
      張斯来、江原直樹、水谷治、田中瑞己、新谷尚弘、五味勝也
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌でアフィディコリンを異種高生産させるための生合成酵素の細胞内局在解析2014

    • 著者名/発表者名
      伴 曉彦,田中 瑞己,藤居 瑠彌,南 篤志,及川 英秋,新谷 尚弘,五味 勝也
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌における自己切断型選択マーカーカセットを用いた多重遺伝子導入システムの構築2013

    • 著者名/発表者名
      張 斯来
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌で異種発現させたアフィディコリン生合成酵素の細胞内局在解析2013

    • 著者名/発表者名
      伴 曉彦
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] インドールジテルペン・パキシリンの酵素的全合成2013

    • 著者名/発表者名
      田上 紘一
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Subcellular localization of aphidicolin biosynthesis enzymes from Phoma betae expressed heterologously in Aspergillus oryzae2013

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Gomi
    • 学会等名
      27th Fungal Genetics Conference
    • 発表場所
      Asilomar, USA
    • 年月日
      2013-03-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Design of culture conditions for secondary metabolite production of fungi based on large-scale transcriptome data2013

    • 著者名/発表者名
      Myco Umemura
    • 学会等名
      27th Fungal Genetics Conference
    • 発表場所
      Asilomar, USA
    • 年月日
      2013-03-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multiple gene integration system using a self-excisable marker cassette in Aspergillus oryzae2013

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Gomi
    • 学会等名
      10th International Aspergillus meeting (Asperfest10)
    • 発表場所
      Asilomar, USA
    • 年月日
      2013-03-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌におけるイントロン導入Creを用いた自己切断型選択マーカーリサイクリングシステムの構築2013

    • 著者名/発表者名
      張斯来、伴曉彦、江原直樹、水谷治、田中瑞己、新谷尚弘、五味勝也
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌におけるCre を用いた自己切断型選択マーカーリサイクリングシステムの構築2013

    • 著者名/発表者名
      張斯来、伴曉彦、江原直樹、水谷治、田中瑞己、新谷尚弘、五味勝也
    • 学会等名
      第13回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌で異種発現させたアフィディコリン生合成酵素の細胞内局在解析2013

    • 著者名/発表者名
      伴 曉彦,田中 瑞己,藤居 瑠彌,南 篤志,及川 英秋,新谷 尚弘,五味 勝也
    • 学会等名
      第13回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌における Cre-loxP 選択マーカーリサイクリングシステムの改良2012

    • 著者名/発表者名
      張 斯来
    • 学会等名
      第12回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 糸状菌の二次代謝産物生合成酵素の細胞内局在解析2012

    • 著者名/発表者名
      伴 曉彦
    • 学会等名
      第12回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multiple gene expression system by means of Cre/loxP-mediated marker recycling with mutated loxP sites in Aspergillus oryzae2012

    • 著者名/発表者名
      Ebara, et al
    • 学会等名
      9th International Aspergillus meeting (Asperfest9)
    • 発表場所
      Max Planck Institute, Marburg, Germany
    • 年月日
      2012-03-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 糸状菌を宿主とした効率的な二次代謝化合物生合成遺伝子発現系の開発2012

    • 著者名/発表者名
      五味勝也
    • 学会等名
      2012年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      京都女子大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 変異型loxP配列を用いた麹菌における多重遺伝子導入法の確立2012

    • 著者名/発表者名
      江原直樹, 他
    • 学会等名
      2012年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Bioproduction of commercially valuable metabolites in Aspergillus oryzae based on genomic analysis2011

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Koike
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies 2011 Congress (IUMS2011)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Expression pattern of secondary metabolic genes under various culture conditions2011

    • 著者名/発表者名
      M.Umcmura, et al
    • 学会等名
      26th Fungal Genetics Conference
    • 発表場所
      Asilomar, CA, USA
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Marker recycling in Aspergillus oryzae by application of the Cre/loxP system using direct introduction of Cre recombinase into the cell2011

    • 著者名/発表者名
      O.Mizutani, et al
    • 学会等名
      26th Fungal Genetics Conference
    • 発表場所
      Asilomar, CA, USA
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Cre-loxPシステムを用いた麹菌における多重遺伝子導入システムの開発2011

    • 著者名/発表者名
      江原直樹, 他
    • 学会等名
      第11回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム科学による麹菌代謝に関わる遺伝子同定と高生産化2010

    • 著者名/発表者名
      小池英明, 他
    • 学会等名
      糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2010-11-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 真菌類における遺伝子発現と代謝物質情報からの機能遺伝子同定技術の開発2010

    • 著者名/発表者名
      梅村舞子, 他
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 発表場所
      ワールドコンベンションセントサミット
    • 年月日
      2010-10-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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