海洋性ラン藻における人工転写調節システムの開発とイソプレノイド生産への応用

• 研究課題/領域番号: 15H05557
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 蓮沼 誠久 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 教授 (20529606)
• 研究協力者: Cox Robert Sidney 神戸大学, 大学院工学研究科, 特命助教
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2015年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
• キーワード: ラン藻 / アスタキサンチン / カロテノイド / メタボローム解析 / 代謝工学 / バイオリファイナリー

研究成果の概要

増殖が速く、細胞の高密度化が可能で、耐塩性を有する海洋性ラン藻Synechococcus 7002を基本株として、物質生産のための代謝工学ツールを開発するとともに、オミクス技術を活用して宿主生産系の評価を行い、物質生産への応用を試みた。ツールとしてはプロモーター5種類、遺伝子導入のためのニュートラルサイト7箇所、転写因子3種類を揃え、Astaxanthinの含有率12mg/g、生産11 mg/L/d（世界最高値）を達成した。動的メタボローム解析を行ったところ、中央代謝フラックスの亢進を観測し、カロテノイド代謝改変が中央代謝と密接に関係していることを初めて明らかにした。有機酸生産にも成功した。

研究成果

• [国際共同研究] 成功大学(台湾)
• [国際共同研究] 成功大学(台湾)
• [雑誌論文] Selection of yeast Saccharomyces cerevisiae promoters available for xylose cultivation and fermentation (2018)
  • 著者名/発表者名: Nambu-Nishida Yumiko、Sakihama Yuri、Ishii Jun、Hasunuma Tomohisa、Kondo Akihiko
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 125 号: 1 ページ: 76-86
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2017.08.001
  • NAID: 40021443096
  • 査読あり
• [雑誌論文] バイオリファイナリー実現を加速する先端バイオ技術と情報技術の融合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 蓮沼誠久
  • 雑誌名: アグリバイオ 巻: 1 ページ: 24-29
• [雑誌論文] 微細藻類を利用したバイオ燃料とカロテノイド類の生産 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤悠一、蓮沼誠久
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 11 ページ: 731-734
  • NAID: 130007957259
  • 査読あり
• [雑誌論文] 代謝プロファイリング法の微生物育種技術への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 蓮沼誠久
  • 雑誌名: Journal of Environmental Biotechnology 巻: 16 ページ: 51-58
• [学会発表] 代謝工学によるアスタキサンチン産生海洋性ラン藻の開発と代謝メカニズムの解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高木綾湖、蓮沼誠久、近藤昭彦
  • 学会等名: 農芸化学会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都府・京都市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Enhancement in central metabolism and carotenoid biosynthesis by photosynthetic astaxanthin production in the recombinant marine cyanobacterium (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohisa Hasunuma
  • 学会等名: 18th International Symposium on Carotenoid
  • 国際学会
• [学会発表] 代謝工学的手法による 海洋性ラン藻でのアスタキサンチン生産 (2017)
  • 著者名/発表者名: 蓮沼誠久
  • 学会等名: 第31回 カロテノイド研究談話会
• [学会発表] アスタキサンチン生産能を付与した高増殖性ラン藻のトランスクリプトミクスおよび動的メタボロミクス (2017)
  • 著者名/発表者名: 高木綾子、蓮沼誠久、近藤昭彦
  • 学会等名: 第69回 日本生物工学会大会
• [学会発表] Development of dynamic metabolic profiling and its application to fuel and chemical production in algae (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomohisa Hasunuma
  • 学会等名: The 9th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology (APCAB 2016)
  • 発表場所: バンコク（タイ）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 海洋性ラン藻Synechococcus sp. PCC7002を用いたアスタキサンチン生産技術の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高木綾湖、蓮沼誠久、近藤昭彦
  • 学会等名: 生物工学会若手会
  • 発表場所: ホテルコンチネンタル府中（東京都・府中市）
  • 年月日: 2016-07-16
• [学会発表] 動的代謝プロファイリング技術の開発とバイオリファイナリーへの展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 蓮沼誠久
  • 学会等名: 第340回 細胞工学研究会
  • 発表場所: 島根大学（島根県・松江市）
  • 年月日: 2016-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] 藻類を利用した燃料・化学品生産技術の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 蓮沼誠久
  • 学会等名: レーザー学会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府・吹田市）
  • 年月日: 2016-02-09
  • 招待講演
• [学会発表] 藻類を利用したバイオエタノール、バイベース化学品生産 (2016)
  • 著者名/発表者名: 蓮沼誠久
  • 学会等名: 平成27年度 新資源生物変換研究会シンポジウム
  • 発表場所: バイオインダストリー協会（東京都・中央区）
  • 年月日: 2016-01-25
  • 招待講演
• [備考] 微細藻類・シアノバクテリアを利用した有用物質生産
  • URL: http://www2.kobe-u.ac.jp/~akondo/research_inv.html