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定常期における有用物質生産に向けた微生物の細胞増殖・代謝を制御する化合物の探索

研究課題

研究課題/領域番号 16K14881
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 応用微生物学
研究機関東京工業大学

研究代表者

平沢 敬  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (20407125)

研究協力者 和地 正明  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード微生物 / 有用物質生産 / 定常期 / 応用微生物 / 細胞増殖制御 / 代謝制御
研究成果の概要

微生物を用いた有用物質生産においては、微生物細胞の増殖に連動して目的物質を生産させる手法と、増殖と物質生産を切り分け細胞増殖が停止した定常期において目的物質を生産させる手法が主にとられている。定常期で目的物質を生産させる手法は、投入した炭素源や窒素源などの資源を効率よく目的物質生産に利用することができる技術として注目を浴びている。
本研究では、微生物細胞による定常期における有用物質生産技術の開発に向け、培養液に添加するだけで微生物細胞を定常期へと導き、かつ増殖が停止しても目的物質生産のための糖代謝活性を維持させることを可能にする化合物を探索する実験系の構築を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、微生物を用いた定常期における有用物質生産においては、窒素源や金属の枯渇などにより増殖が停止した定常期へと導き、目的物質を生産させる試みがなされてきた。しかしながら、培養の際に常に同じタイミングで窒素源や金属を枯渇させることはむずかしく、再現性よくかつ安価に定常期へと導く新たな技術が必要となる。
本研究は、培養液への化合物の添加のみで微生物細胞を人為的に定常期へと導きかつ有用物質生産を行える新たな技術の開発に向けた研究が展開できるようになると期待される。将来的には、探索した化合物が定常期へと導くメカニズムを明らかにすることができれば、微生物細胞増殖の人為的制御技術の開発にもつながる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 3件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] L-Cysteine production by metabolically engineered Corynebacterium glutamicum2019

    • 著者名/発表者名
      Kondoh Mariko、Hirasawa Takashi
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 103 号: 6 ページ: 2609-2619

    • DOI

      10.1007/s00253-019-09663-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of metabolic engineering targets for improving glycerol assimilation ability of Saccharomyces cerevisiae based on adaptive laboratory evolution and transcriptome analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Kawai Kazuki、Kanesaki Yu、Yoshikawa Hirofumi、Hirasawa Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 162-169

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.02.001

    • NAID

      40021976360

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth promotion in Corynebacterium glutamicum by overexpression of the NCgl2986 gene encoding a protein homologous to peptidoglycan amidases2019

    • 著者名/発表者名
      Mia Fitria Utami, Yoshihiko Matsuda, Noritaka Iwai, Takashi Hirasawa, Masaaki Wachi
    • 雑誌名

      Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007831595

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integrated Analysis of the Transcriptome and Metabolome of Corynebacterium glutamicum during Penicillin-Induced Glutamic Acid Production2018

    • 著者名/発表者名
      Hirasawa Takashi、Saito Masaki、Yoshikawa Katsunori、Furusawa Chikara、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Biotechnology Journal

      巻: 13 号: 5

    • DOI

      10.1002/biot.201700612

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Recent advances in amino acid production by microbial cells2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hirasawa and Hiroshi Shimizu
    • 雑誌名

      Current Opinion in Biotechnology

      巻: 42 ページ: 133-146

    • DOI

      10.1016/j.copbio.2016.04.017

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] コリネ型細菌によるグルタミン酸発酵~メカニズムを理解し応用する2019

    • 著者名/発表者名
      平沢 敬
    • 学会等名
      日本生物工学会代謝工学研究部会第5回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 実験室進化によるコリネ型細菌のシステイン耐性株の取得と解析2019

    • 著者名/発表者名
      松久和歩、平沢 敬
    • 学会等名
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 銅添加によるコリネ型細菌のグルタミン酸生産誘導2018

    • 著者名/発表者名
      平沢 敬
    • 学会等名
      平成30年度遺伝研研究会「微生物生態から見えてくる新しい生理機能とその応用」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コリネ型細菌によるグルタミン酸生産におけるビオチン関連因子の関与2018

    • 著者名/発表者名
      落合貴子、平沢 敬
    • 学会等名
      2018年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Performance of Bacillus subtilis genome-reduced strain for ethanol production host2018

    • 著者名/発表者名
      Dita Grinanda、Takashi Hirasawa
    • 学会等名
      第17回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コリネ型細菌のシステイン生産におけるシスチン取り込みタンパク質ホモログ欠損の効果2017

    • 著者名/発表者名
      近藤麻梨子、平沢 敬
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      ウェスティン都ホテル京都・京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] コリネ型細菌によるシステイン発酵生産に向けたシスチン取り込みタンパク質ホモログの探索2017

    • 著者名/発表者名
      近藤麻梨子、平沢 敬
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Adaptive laboratory evolution for creating glycerol-assimilating strains of Saccharomyces cerevisiae2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hirasawa, Kazuki Kawai
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies (IUMS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of disruption of cystine uptake protein homologs on cysteine production in Corynebacterium glutamicum2017

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kondoh, Takashi Hirasawa
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies (IUMS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Corynebacterium glutamicumにおける銅(II)添加 によるグルタミン酸生産機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      尾形駿介、平沢 敬
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] コリネ型細菌におけるシステイン排出系の探索2017

    • 著者名/発表者名
      岸野真弓、近藤麻梨子、松久和歩、平沢 敬
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 長期間の継代培養を基盤とした出芽酵母へのグリセロール資化能の賦与2017

    • 著者名/発表者名
      河合一輝、兼崎 友、吉川 博文、平沢 敬
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 長期継代培養によりグリセロール資化能を獲得した出芽酵母の代謝フラックス解析2017

    • 著者名/発表者名
      湯澤太路、河合一輝、白井智量、近藤昭彦、平沢 敬
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Bacillus属細菌由来メタノール資化代謝経路の構築と大腸菌への実装2017

    • 著者名/発表者名
      矢島宙岳、平沢 敬
    • 学会等名
      2017年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 実験室進化によるコリネ型細菌のシステイン耐性株の獲得2017

    • 著者名/発表者名
      松久和歩、平沢 敬
    • 学会等名
      第16回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] メタノール利用に向けた大腸菌へのメタノール資化代謝経路の導入2017

    • 著者名/発表者名
      矢島宙岳、平沢 敬
    • 学会等名
      第16回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌によるメタノール資化に向けたBacillus属細菌由来メタノール資化代謝経路の実装2017

    • 著者名/発表者名
      矢島宙岳、平沢 敬
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 微生物の代謝工学:人工進化実験を有用宿主創製に活用する2017

    • 著者名/発表者名
      平沢 敬
    • 学会等名
      平成29年度遺伝研研究会「細菌の構造と代謝の根幹解析研究会~大規模ゲノム交換による微生物育種~」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] システイン生産に向けたコリネ型細菌の育種とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      近藤麻梨子、岸野真弓、松久和歩、平沢 敬
    • 学会等名
      平成29年度遺伝研研究会「細菌の構造と代謝の根幹解析研究会~大規模ゲノム交換による微生物育種~」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Corynebacterium glutamicumによるグルタミン酸生産に対するストレスの影響2016

    • 著者名/発表者名
      尾形駿介、齊藤正輝、吉川勝徳、古澤 力、清水 浩、平沢 敬
    • 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
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] コリネ型細菌のシステイン排出に関する因子の同定2016

    • 著者名/発表者名
      平沢 敬、岸野真弓
    • 学会等名
      2016年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • 発表場所
      KKR ホテル熱海
    • 年月日
      2016-08-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Metabolic Engineering of Corynebacterium glutamicum for cycteine fermentation2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hirasawa, Mariko Kondoh, Mayumi Kishino
    • 学会等名
      Metabolic Engineering 11
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center
    • 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
  • [学会発表] 出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeにおける高グリセロール資化能の賦与を目指した実験室進化2016

    • 著者名/発表者名
      平沢 敬、河合一輝、兼崎 友、吉川博文
    • 学会等名
      東京農業大学生物資源ゲノム解析拠点シンポジウム・研究発表会
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 実験室進化によりグリセロール資化能を獲得した出芽酵母の代謝フラックス解析2016

    • 著者名/発表者名
      湯澤太路、河合一輝、白井智量、近藤昭彦、平沢 敬
    • 学会等名
      第15回微生物研究会
    • 発表場所
      日本大学湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Omics-integrated approach for metabolic state analysis of microbial processes. In Applied Bioengineering. Volume 5, Innovations and Future Directions.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Shimizu, Chikara Furusawa, Takashi Hirasawa, Katsunori Yoshikawa, Yoshihiro Toya, Tomokazu Shirai, Fumio Matsuda
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Wiley
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Industrial Biotechnology: Products and Processes; Glutamic Acid Fermentation: Discovery of Glutamic Acid‐Producing Microorganisms, Analysis of the Production Mechanism, Metabolic Engineering, and Industrial Production Process2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hirasawa, Hiroshi Shimizu
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology; Glutamate Fermentation-2: Mechanism of L-Glutamate Overproduction in Corynebacterium glutamicum2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hirasawa, Masaaki Wachi
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      Springer Berlin Heidelberg
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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