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幅広いバクテリア種で汎用性のあるゲノム編集技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K07402
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用生物化学
研究機関地方独立行政法人大阪産業技術研究所 (2017-2019)
地方独立行政法人大阪市立工業研究所 (2015-2016)

研究代表者

駒 大輔  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (80443547)

研究分担者 田中 重光  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (20509822)
森芳 邦彦  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (30416367)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードゲノム編集 / 相同組換え / プラスミドフリー / 大腸菌 / 染色体 / 微生物 / Cas9 / 相同組み換え / 遺伝子組み換え / プラスミド / プロモーター / Chromosome / GFP / Red recombinase / CRISPR-Cas9 / RFP
研究成果の概要

汎用性のあるゲノム編集技術を開発するには、プラスミドのような個別の生物種に特有のベクターを用いるのではなく、全生物で共通して使えるベクターを用いてゲノム編集遺伝子を発現させればよい。それを達成するために、プラスミドを用いずに一過的にゲノム編集遺伝子を高発現するシステムの構築を目指した。
ゲノム編集遺伝子(Cas9とRed recombinase)をT7プロモーターに連結し、さらにT7RNAポリメラーゼを構成性のプロモーターに連結した環状DNA(非プラスミド型)を作製した。これを用いて大腸菌の染色体改変を行った結果、Red recombinaseによりゲノム改変することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「汎用性のあるゲノム編集技術」は、遺伝子をよりネイティブに近い環境下で発現させることを可能にするため、タンパク質の「大量調製」や「構造解析」に多大に貢献すると考える。また、さまざまなバクテリアでの「遺伝子機能解析」や「菌株育種」を簡便化するなど、多様な分野での基盤技術となる。ゲノム編集遺伝子や発現増幅遺伝子に好熱性ファージ由来のものを用いれば、あらゆる好熱菌を宿主にすることも可能となり、産業上有用なさまざまな耐熱性酵素の大量生産を行うことも容易になる。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2018 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Chromosome engineering to generate plasmid-free phenylalanine- and tyrosine-overproducing Escherichia coli strains that can be applied in the generation of aromatic-compound-producing bacteria2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Koma, Takahiro Kishida, Eisuke Yoshida, Hiroyuki Ohashi, Hayato Yamanaka, Kunihiko Moriyoshi, Eiji Nagamori, Takashi Ohmoto
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 86 号: 14

    • DOI

      10.1128/aem.00525-20

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Escherichia coli chromosome-based T7-dependent constitutive overexpression system and its application to generating a phenylalanine producing strain2018

    • 著者名/発表者名
      Koma D, Kishida T, Yamanaka H, Moriyoshi K, Nagamori E, Ohmoto T
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 126 号: 5 ページ: 586-595

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.05.014

    • NAID

      40021726328

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] T7 発現系を応用したプラスミドフリーで誘導剤が不要なフェニルアラニン高生産菌の開発2018

    • 著者名/発表者名
      岸田隆寛、駒 大輔、大橋博之、山中勇人、森芳邦彦、長森英二、大本貴士
    • 学会等名
      第70会日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Escherichia coli Chromosomal Engineering Toward High Titer Phenylalanine and Tyrosine Production2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Koma
    • 学会等名
      Metabolic Engineering 11
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2021-02-19  

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