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糸状菌の遺伝子組換えを革新的に変えるマルチコピー遺伝子導入法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14887
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
研究機関神戸大学

研究代表者

若井 暁  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命准教授 (50545225)

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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードAspergillus oryze / ナノポアシーケンス / ゲノム構造 / 遺伝子組換え / タンデムリピート / 長鎖DNA合成 / 麹菌 / マルチコピー導入 / ナノポアシーケンサ / MinION / 分子生物学 / 糸状菌 / マルチコピー / 次世代シーケンス / 長鎖DNA / 多重遺伝子導入 / 多重遺伝子破壊 / セルラーゼ / 遺伝子破壊
研究成果の概要

糸状菌の一種である麹菌はコトランスフォーメーション法によりマルチコピーで外来遺伝子をゲノム上に導入することが可能である。これまで、シングルベクター導入法よりもマルチコピーで導入されることが分かっていたが、その数をコントロールしたり、導入遺伝子がゲノム上のどの位置に入っているかは明らかになっていなかった。本研究において、導入遺伝子の末端配列を改変することでコピー数の多型性が変わることを明らかにし、また、ナノポアシーケンス解析を導入することでコピー数の異なる様々な形質転換体の遺伝子導入部位を明らかにし、これまでにないタンデムリピート構造の人為的創出に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、持続可能な社会の形成を目指して、合成生物学の分野の研究が進められている。合成生物学分野では、種々の遺伝子組み換え技術を用いて、有用で安全な微生物をさらに有用な微生物へと育種し、様々な有用物質を生産することが求められている。本研究では、日本において1000年以上の食文化での使用実績がある麹菌の安全性とポテンシャルに可能性を見出し、複雑な遺伝子改変を小さな労力で達成し、迅速に有用な遺伝子組換え麹菌を作成する技術の作成を目指した。結果として、コピー数多型をコントロールする技術や生体内で数10kbを越える長鎖DNAを合成する技術の開発に成功した。

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

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Modified expression of multi-cellulases in a filamentous fungus Aspergillus oryzae2019

    • 著者名/発表者名
      Wakai Satoshi、Nakashima Nanami、Ogino Chiaki、Tsutsumi Hiroko、Hata Yoji、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 276 ページ: 146-153

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2018.12.117

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Future insights in fungal metabolic engineering2017

    • 著者名/発表者名
      Wakai Satoshi、Arazoe Takayoshi、Ogino Chiaki、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 245 ページ: 1314-1326

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.04.095

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Comparative genome analysis of genetically engineered Aspergillus oryzae strains by long-read sequencing using nanopore sequencer2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Wakai, Silai Zhang, Chiaki Ogino, Hiroko Tsutsumi, Yoji Hata, Akihiko Kondo
    • 学会等名
      10th International symposium of Innovative BioProduction Kobe
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノポアシーケンサを用いた遺伝子組換え麹菌のゲノミクスおよびトランスクリプトミクス2019

    • 著者名/発表者名
      若井暁、張斯来、荻野千秋、堤浩子、秦洋二、近藤昭彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2)Tandem-repeat structure of integrated genes on the genomes of genetically engineered Aspergillus oryzae strains2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Wakai, Silai Zhang, Chiaki Ogino, Hiroko Tsutsumi, Yoji Hata, Akihiko Kondo
    • 学会等名
      ASM Microbe 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノポアシーケンサを用いた遺伝子組換え麹菌ゲノム上の長鎖タンデムリピート構造の解析2018

    • 著者名/発表者名
      若井暁、荻野千秋、堤浩子、秦洋二、近藤昭彦
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多彩なアウトプット能を示すAspergillus細胞工場2018

    • 著者名/発表者名
      若井暁
    • 学会等名
      第8回合成生物工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチコピー遺伝子導入黄麹菌のゲノム構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      若井暁、荻野千秋、堤浩子、秦洋二、近藤昭彦
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子組み換え麹菌培養上清カクテルを用いた希少糖高生産プロセスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      若井 暁、浅井 菜々実、荻野 千秋、堤 浩子、秦 洋二、矢追 克郎、松沢 智彦、近藤 昭彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大(京都)
    • 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] Construction of multi-cellulases expressing Aspergillus oryzae as host microorganism for bioproduction from cellulase biomass2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Wakai, Nanami Asai, Chiaki Ogino, Hiroko Tsutsumi, Yoji Hata, and Akihiko Kondo
    • 学会等名
      The 8th international symposium of innovative BioProduction Kobe
    • 発表場所
      Kobe Univ. (Kobe)
    • 年月日
      2017-02-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 麹菌のco-transformation時のコピー数多型性に関する解析2017

    • 著者名/発表者名
      若井暁、荻野千秋、堤浩子、秦洋二、近藤昭彦
    • 学会等名
      第17回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオマスの効率的な分解を志向したマルチセルラーゼ高発現麹菌の開発2017

    • 著者名/発表者名
      片山 周平、若井 暁、浅井 菜々実、荻野 千秋、堤 浩子、秦 洋二、近藤 昭彦
    • 学会等名
      第19回化学工学会学生発表会(大阪大会)
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチセルラーゼ発現黄麹菌の培養条件によるセルラーゼ生産性の違い2016

    • 著者名/発表者名
      片山 周平、若井 暁、浅井 菜々実、荻野 千秋、堤 浩子、秦 洋二、近藤 昭彦
    • 学会等名
      第16回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 三種セルラーゼ共・強発現麹菌によるセルロースからのコウジ酸生産2016

    • 著者名/発表者名
      若井 暁、浅井 菜々実、荻野 千秋、堤 浩子、秦 洋二、近藤 昭彦
    • 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(富山)
    • 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] Direct Fermentation of L-Lactic Acid from Starch by Genetically Engineered Aspergillus oryzae2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Wakai, Nanami Asai, Chiaki Ogino, Hiroko Tsutsumi, Yoji Hata, and Akihiko Kondo
    • 学会等名
      Metabolic Engineering 11
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center (Hyogo)
    • 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] Simultaneous Saccharification and Fermentation of L-Lactic Acid Production from Starch by Genetically Engineered Aspergillus oryzae2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Wakai, Nanami Asai, Chiaki Ogino, Hiroko Tsutsumi, Yoji Hata, and Akihiko Kondo
    • 学会等名
      ASM Microbe 2016
    • 発表場所
      Boston (USA)
    • 年月日
      2016-06-16
    • 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: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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