ゲノム・フェノーム統合スクリーニング系を可能にするハイスループット培養法の確立

• 研究課題/領域番号: 15K14231
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 小笠原 渉 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40292172)
• 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: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 微生物スクリーニング / エマルション / 培養 / スクリーニング / 油脂生産酵母 / 環境微生物 / 1細胞分離

研究成果の概要

本研究の最終目的は、ゲノム解析と網羅的表現型解析“フェノーム解析”を統合した次世代型スクリーニング系「ゲノム・フェノーム統合スクリーニング」の開発である。それには、1細胞の分離法、培養法およびスクリーニング系が必要不可欠である。そこで比較的難易度の低い「真核微生物の1細胞スクリーニング系の確立」の試み、油脂生産酵母の高油脂変異体のスクリーニングに成功した。次に、比較的難易度が高い「真正細菌の培養・スクリーニング系の確立」を試み、water-in-oilエマルション（油相内に水相が分散）を用いた微生物培養法を用いて、モデル生物の培養とスクリーニングならびに環境微生物の培養と菌叢解析に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structures of a bacterial dipeptidyl peptidase IV reveal a novel substrate recognition mechanism distinct from that of mammalian orthologues (2018)
  • 著者名/発表者名: Roppongi Saori、Suzuki Yoshiyuki、Tateoka Chika、Fujimoto Mayu、Morisawa Saori、Iizuka Ippei、Nakamura Akihiro、Honma Nobuyuki、Shida Yosuke、Ogasawara Wataru、Tanaka Nobutada、Sakamoto Yasumitsu、Nonaka Takamasa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 2714-2714
  • DOI: 10.1038/s41598-018-21056-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Periplasmic form of dipeptidyl aminopeptidase IV from Pseudoxanthomonas mexicana WO24: purification, kinetic characterization, crystallization and X‐ray crystallographic analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Saori Roppongi Chika Tateoka Mayu Fujimoto Ippei Iizuka Saori Morisawa Akihiro Nakamura Nobuyuki Honma Yoshiyuki Suzuki Yosuke Shida Wataru Ogasawara Nobutada Tanaka Yasumitsu Sakamoto Takamasa Nonaka
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 巻: 73 号: 11 ページ: 501-606
  • DOI: 10.1107/s2053230x17014911
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Pseudoxanthomonas mexicana WO24由来Dipeptidyl aminopeptidase IVの基質認識機構の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村彰宏, 本間宣行, 六本木沙織, 鈴木義之, 志田洋介, 阪本泰光, 飯塚一平, 伊中浩治, 田仲広明, 木平清人 ,山田貢, 吉崎泉, 合田浩 明, 野中孝昌, 田中信忠, 小笠原渉
  • 学会等名: 日本農芸化学会2018年度大会
• [学会発表] 部位特異的変異導入解析によるFamily S46ペプチダーゼの基質認識残基の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 本間宣行, 中村彰宏, 六本木沙織, 鈴木義之, 志田洋介, 阪本泰光, 飯塚一平, 伊中浩治, 田仲広明, 木平清人, 山田貢, 吉崎泉, 合田浩明, 野中孝昌, 田中信忠, 小笠原渉
  • 学会等名: 日本農芸化学会2018年度大会
• [学会発表] Biochemical and Structural Analysis of Bacterial Distinctive Peptidase (2017)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Nakamura, Yasuhiro Ito, Yoshiyuki Suzuki), Yasumitsu Sakamoto, Nobutada Tanaka, Wataru Ogasawara
  • 学会等名: 地域活性に関する国際会議（ISLife2017）
  • 発表場所: 長島町文化ホール,サンセット長島
  • 年月日: 2017-03-17
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of Substrate Recognition Residues in Family S46 Peptidase from Pathogenic Non-Fermenting Gram- Negative Bacteria (2017)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Nakamura, Yasuhiro Ito, Yoshiyuki Suzuki, Saori Roppogi, Koushi Hidaka, Yasumitsu Sakamoto, Nobutada Tanaka, Wataru Ogasawara
  • 学会等名: IUMS2017 SINGAPORE
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of Substrate Recognition Residues in Family S46 Peptidase from Gram-Negative Bacteria (2017)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Nakamura, Yoshiyuki Suzuki, Saori Roppongi, Koushi Hidaka, Yasumitsu Sakamoto, Nobutada Tanaka, Wataru Ogasawara
  • 学会等名: The 6th International GIGAKU Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 糸状菌 Trichoderma reesei における分泌プロテアーゼの生産応答機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木義之, Nayani Daranagama, 志田洋介, 森一樹, 油谷幸代, 小笠原渉
  • 学会等名: 第17回糸状菌分子生物学コンファレンス
• [学会発表] WO24由来Dipeptidyl aminopeptidase IVの構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村 彰宏, 本間 宣行, 六本木 沙織, 鈴木 義之, 志田 洋介, 阪本 泰光, 飯塚 一平, 伊中 浩治, 田中 広明, 木平 清人, 山 田 貢, 吉崎 泉
  • 学会等名: 第12回日本ゲノム微生物学会年会
• [学会発表] Enzymatic characterization of S46 peptidase from pathogenic bacteria (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Ito, Akihiro Nakamura, Saori Roppongi, Yuki Sakurai, Yosiyuki Suzuki, Koushi Hidaka, Yuko Tsuda, Yasumitsu Sakamoto, Nobutada Tanaka, Wataru Ogasawara
  • 学会等名: The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN2016)
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2016-10-06
  • 国際学会
• [学会発表] 病原菌由来S46ペプチダーゼの酵素学的諸性質の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 康広, 鈴木 義之, 志田 洋介, 阪本 泰光, 田中 信忠, 小笠原 渉
  • 学会等名: 第68回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場,ANAクラウンプラザホテル富山
  • 年月日: 2016-09-28
• [学会発表] 病原菌由来S46ペプチダーゼにおける構造機能相関の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 康広, 鈴木 義之, 阪本 泰光, 日高 興士, 田中 信忠, 小笠原 渉
  • 学会等名: 第1回高専生サミット on Bioinspired Chemistry
  • 発表場所: 鶴岡工業高等専門学校K-ARC
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] Porphyromonas endodontalis由来 dipeptidyl peptidese 11 の精製と機能解析 Expression, purification and characterization of dipeptidyl peptidese 11 from the periodontal pathogen Porphyromonas endodontalis (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村 彰宏, 伊藤 康広, 鈴木 義之, 志田 洋介, 阪本 泰光, 田中 信忠, 小笠原 渉
  • 学会等名: 第16回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] S46ペプチダーゼの構造機能相関の解明 Elucidation of structure function relationship in family S46 peptidases (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 康広, 鈴木 義之, 阪本 泰光, 田中 信忠, 小笠原 渉
  • 学会等名: 第16回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] 油脂生産酵母 Rhodosporium toruloides の突然変異導入による変異遺伝子の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田淳史, 通野和人, 高見沢健留, 志田洋介, 山崎晴丈, 正木和夫, 森 一樹, 久原 哲, 高久洋暁,小笠原 渉
  • 学会等名: 第10回 日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス（目黒区）
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 油脂酵母Lipomyces starkeyiの油脂高生産変異株の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高見沢健留, 宮田淳史, 通野和人, 志田洋介, 山崎晴丈, 正木和夫, 森 一樹, 久原 哲, 高久洋暁, 小笠原 渉
  • 学会等名: 第10回 日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 第10回 日本ゲノム微生物学会年会
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 油脂生産酵母Rhodosporidium toruloidesの光応答によるカロテノイド生合成機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田 淳史, 志田 洋介, 山崎 晴丈, 正木 和夫,森 一樹, 久原 哲, 高久 洋暁, 小笠原 渉
  • 学会等名: 第11回 バイオマス科学会議
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟市）
  • 年月日: 2016-01-20
• [学会発表] 油脂生産酵母Rhodosporidium toruloidesの突然変異導入による油脂生産関連遺伝子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮田淳史, 通野和人, 志田洋介, 山崎晴丈, 正木和夫, 森 一樹, 久原 哲, 高久洋暁, 小笠原 渉
  • 学会等名: 第67回 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-26
• [学会発表] 油脂酵母Lipomyces starkeyiの油脂生産に重要な遺伝子の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 通野和人, 宮田淳史, 志田洋介, 山崎晴丈, 森 一樹, 久原 哲, 高久洋暁, 小笠原 渉
  • 学会等名: 第67回 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-26
• [備考] 長岡技術科学大学小笠原研究室
  • URL: http://www.microorganisms.jp/ogasawara-lab/
• [備考] 発酵を科学する まだ見ぬ‘美’生物の世界～99％へのプロローグ～
  • URL: http://www.microorganisms.jp/tp://www.microorganisms.jp/
• [産業財産権] ペプチド型細菌ジペプチジルペプチダーゼ7阻害剤 (2017)
  • 発明者名: 柴田 望、小笠原 渉、志田 洋介
  • 権利者名: 柴田 望、小笠原 渉、志田 洋介
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 改変プロモーター (2017)
  • 発明者名: 掛下 大視,柴田 望、小笠原 渉、志 田 洋介
  • 権利者名: 掛下 大視,柴田 望、小笠原 渉、志 田 洋介
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 糸状菌変異株及びその利用 (2017)
  • 発明者名: 柴田 望、小笠原 渉、志田 洋介
  • 権利者名: 柴田 望、小笠原 渉、志田 洋介
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
  • 外国
• [産業財産権] 糸状菌変異株及びその利用 (2016)
  • 発明者名: 小笠原渉,志田洋介,柴田望
  • 権利者名: 小笠原渉,志田洋介,柴田望
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-08-02