| 研究課題/領域番号 |
14J02694
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
応用微生物学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
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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| 特別研究員 |
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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| 研究期間 (年度) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2015年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 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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| 研究実績の概要 |
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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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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