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微細藻類のオイルボディ工学による医薬品生産プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03465
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関東京農工大学

研究代表者

田中 剛  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20345333)

研究分担者 吉野 知子  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30409750)
前田 義昌  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30711155)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード微細藻類 / 有用物質生産 / オイルボディ / プロスタグランジン / アラキドン酸 / 有用珪藻
研究成果の概要

本研究では、微細藻類を用いてバイオ医薬品であるプロスタグランジン類 (PG) を製造するプロセスを構築した。疎水性で細胞毒性を示すPGを細胞内で区画化して蓄積するために、脂質膜で覆われたオイル蓄積のためのオルガネラ (オイルボディ) が発達した珪藻Fistuliera solarisをホスト生物として用いた。前駆体であるC20脂肪酸をPGに変換するシクロオキシゲナーゼをF. solaris細胞内で組み換え発現したところ、これまでに報告された遺伝子組み換え植物を用いたPG生産よりも高い生産性を達成した。また、生産されたPGの一部はオイルボディに輸送されていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、細胞毒性を示すような疎水性化合物を微細藻類細胞内で生産し、オイルボディに貯蔵する技術を確立した。市場規模が大きいPG生産において微細藻類が利用できることを世界で初めて示す報告となり、その生産性の高さからも波及効果は非常に大きい。本技術は、様々なバイオ医薬品を微細藻類ホスト細胞内で生産する際に応用することができる点で社会的に意義深い。また、遺伝子組み換え発現したシクロオキシゲナーゼによるPG類生産の動態に関する知見は学術的にも有用である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 15件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] IBENS, CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] IBENS, CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] IBENS, CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Selection and characterization of microalgae with potential for nutrient removal from municipal wastewater and simultaneous lipid production2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Aketo, Yumiko Hoshikawa, Daisuke Nojima, Yusuke Yabu, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Hiroyuki Takano, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 129 号: 5 ページ: 565-572

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.12.004

    • NAID

      40022231024

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of UV irradiation-induced cell settling of an oleaginous diatom, Fistulifera solaris, for efficient biomass recovery2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Arakaki, Takuya Matsumoto, Nobumitsu Shimura, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Mitsufumi Matsumoto, David Kisailus, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Algal Research

      巻: 47 ページ: 101834-101834

    • DOI

      10.1016/j.algal.2020.101834

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Proteomics analysis of lipid droplets indicates involvement of membrane trafficking proteins in lipid droplet breakdown in the oleaginous diatom Fistulifera solaris2019

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Nonoyama, Daisuke Nojima, Yoshiaki Maeda, Masayoshi Noda, Tomoko Yoshino, Mitsufumi Matsumoto, Chris Bowler, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Algal Research

      巻: 44 ページ: 101660-101660

    • DOI

      10.1016/j.algal.2019.101660

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Metabolic Innovations Underpinning the Origin and Diversification of the Diatom Chloroplast2019

    • 著者名/発表者名
      Nonoyama、Kazamia、Nawaly、Gao、Tsuji、Matsuda、Bowler、Tanaka、Dorrell
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 9 号: 8 ページ: 322-322

    • DOI

      10.3390/biom9080322

    • NAID

      120006713550

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Homoeolog expression bias in allopolyploid oleaginous marine diatom Fistulifera solaris2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Nomaguchi, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Toru Asahi, Leila Tirichine, Chris Bowler, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 330 号: 1 ページ: 19-19

    • DOI

      10.1186/s12864-018-4691-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Marine microalgae for production of biofuels and chemicals2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Tadashi Matsunaga, Mitsufumi Matsumoto, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Current Opinion in Biotechnology

      巻: 50 ページ: 111-120

    • DOI

      10.1016/j.copbio.2017.11.018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive analysis of triacylglycerol lipases in the oleaginous diatom Fistulifera solaris JPCC DA0580 with transcriptomics under lipid degradation2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Nomaguchi, Yoshiaki Maeda, Yue Liang, Tomoko Yoshino, Toru Asahi, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: TBD 号: 2 ページ: 258-265

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.03.003

    • NAID

      40021645462

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] UV-C irradiation accelerates neutral lipid synthesis in the marine oleaginous diatom Fistulifera solaris2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Arakaki, Takuya Matsumoto, Takuma Tateishi, Mitsufumi Matsumoto, Daisuke Nojima, Yoshino Tomoko, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 245 ページ: 1520-1526

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.05.188

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 海洋珪藻Fistulifera solaris を用いたシクロオキシゲナーゼ遺伝子のオルガネラ特異的発現によるプロスタグランジン高生産2019

    • 著者名/発表者名
      松本 奈々, 鶴 雄基, 野々山 智美, 前田 義昌, 吉野 知子, 田中 剛
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム編集を用いたTAG lipaseノックアウトによる海洋珪藻Fistulifera solaris のオイル生産性向上2019

    • 著者名/発表者名
      屋部 佑介, 串山 夏望, 松本 光史, 野島 大佑, 吉野 知子, 田中 剛
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] オイル高蓄積珪藻 Fistulifera solaris JPCC DA0580株におけるリポファジーの解析2019

    • 著者名/発表者名
      野々山 智美, 野島 大佑, 野田 将礼, 前田 義昌, 吉野 知子, 松本 光史, Chris Bowler, 田中 剛
    • 学会等名
      第6回分子珪藻研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 海洋珪藻 Fistulifera solaris を用いた代謝工学に基づく高付加価値脂肪酸の生産向上2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田 礼迪, 前田 義昌, 松本 光史, 吉野 知子, 田中 剛
    • 学会等名
      第6回分子珪藻研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Metabolic engineering of the oleaginous diatom Fistulifera solaris for biofuel application and beyond2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      5th Molecular Life of Diatoms
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lipid droplet degradation mechanism in oleaginous diatom Fistulifera solaris JPCC DA0580 suggested by lipid droplet proteome2019

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Nonoyama, Daisuke Nojima, Masayoshi Noda, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Mitsufumi Matsumoto, Chris Bowler, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      5th Molecular Life of Diatoms
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of lipid productivity in oleaginous diatom Fistulifera solaris JPCC DA0580 by knocking-down of triacylglycerol lipase2019

    • 著者名/発表者名
      Kahori Watanabe, Daisuke Nojima, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Mitsufumi Matumoto, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      5th Molecular Life of Diatoms
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Suppression of grazers of the marine diatom Fistulifera solaris by enhancement of chlorophyllase activity2019

    • 著者名/発表者名
      Issei Terauchi, Yuichiro Kashiyama, Yuki Ishizuka, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Mitsufumi Matsumoto, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      5th Molecular Life of Diatoms
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of lipid droplet dynamics in oleaginous diatom Fistulifera solaris2019

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Nonoyama, Daisuke Nojima, Masayoshi Noda, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Mitsufumi Matsumoto, Chris Bowler, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analysis of Δ5 elongase gene in the marine diatom Fistuifera solaris towards docosahexaenoic acid production2019

    • 著者名/発表者名
      Noraiza Suhaimi, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of method for identification of novel lipid droplet-associated proteins in Fistuifera solaris JPCC DA05802019

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Noda, Tomomi Nonoyama, Tomoko Yoshino, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Production of valuable fatty acids in the marine diatom Fistuifera solaris by metabolic engineering2019

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Shimada, Daisuke Nojima, Mitsufumi Matsumoto, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋珪藻 Fistulifera solaris の代謝改変による高付加価値脂肪酸の効率的生産2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田 礼迪、松本 光史、野島 大佑、前田 義昌、吉野 知子、田中 剛
    • 学会等名
      第70回 日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] オートファジー阻害剤を用いた珪藻オイルボディ形成への影響評価2018

    • 著者名/発表者名
      野田 将礼、野島 大佑、吉野 知子、田中 剛
    • 学会等名
      第20回マリンバイオテクノロジー学会 宮崎大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 珪藻細胞内におけるトリアシルグリセロールの凝固挙動の解析2018

    • 著者名/発表者名
      小林 亮介、前田 義昌、吉野 知子、田中 剛
    • 学会等名
      第20回マリンバイオテクノロジー学会 宮崎大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 海洋珪藻 Fistulifera solaris の代謝改変に基づくプロスタグランジンの高効率生産2018

    • 著者名/発表者名
      前田 義昌、鶴 雄基、吉野 知子、田中 剛
    • 学会等名
      第20回マリンバイオテクノロジー学会 宮崎大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 海洋珪藻における脂肪酸生産の「鍵」酵素2018

    • 著者名/発表者名
      田中 剛
    • 学会等名
      第20回マリンバイオテクノロジー学会 宮崎大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improvement of valuable fatty acid production in the marine oleaginous diatom Fistrulifera solaris2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Shimada, Daisuke Nojima, Mitsufumi Matsumoto, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Algal Biomass, Biofuels and Bioproducts
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Process design for the mass production of biofuels from the marine oleaginous diatom Fistulifera solaris with the use of wastewater as nutrients2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nojima, Yusuke Yabu, Mitsufumi Matsumoto, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Algal Biomass, Biofuels and Bioproducts
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋珪藻を用いたバイオ燃料と 有価物の効率的生産2018

    • 著者名/発表者名
      田中 剛
    • 学会等名
      第34回ユーグレナ研究会・ 植物バイオ第160委員会 第5期 第9回研究会 合同研究会プログラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋珪藻Fistulifera solarisにおけるシクロオキシゲナーゼ発現によるプロスタグランジンの生物生産2018

    • 著者名/発表者名
      鶴 雄基, 前田 義昌, 吉野 知子, 田中 剛
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 紫外線照射によるFistulifera solaris のオイル蓄積挙動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      松本 卓也,立石 卓馬,前田 義昌,新垣 篤史,田中 剛
    • 学会等名
      第19回 マリンバイオテクノロジー学会 仙台大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 海洋珪藻 Fistulifera solaris JPCC DA0580 株を用いたCRISPR/Cas9 法によるゲノム編集技術の確立2017

    • 著者名/発表者名
      串山 夏望, 野島 大佑, 松本 光史, 吉野 知子, 田中 剛
    • 学会等名
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脂質高蓄積珪藻 Fistulifera solaris の代謝改変によるプロスタグランジンの高効率生産2017

    • 著者名/発表者名
      鶴 雄基, 前田 義昌, 吉野 知子, 田中 剛
    • 学会等名
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 海洋珪藻 Fistulifera solarisの代謝改変によるプロスタグランジンの生産2017

    • 著者名/発表者名
      前田 義昌, 鶴 雄基, 吉野 知子, 田中 剛
    • 学会等名
      第4回分子珪藻研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Potential of marine oleaginous diatom for biomass, biofuel and biochemical production2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 11th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biased contribution of the homoeologous subgenomes to lipid metabolisms in the marine allodiploid diatom Fistulifera solaris2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Maeda, Tatsuhiro Nomaguchi, Tomoko Yoshino, Toru Asahi, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 11th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome editing of marine diatom Fistulifera solaris JPCC DA0580 using CRISPR/Cas9 system2017

    • 著者名/発表者名
      Natsuno Kushiyama, Daisuke Nojima, Mitsufumi Matsumoto, Tomoko Yoshino, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 11th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetic engineering of marine oleaginous diatoms for improved biofuel production2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 73rd Fujihara Seminar International Conference “Molecular Life of Diatoms”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Homoeolog expression bias in allopolyploid oleaginous marine diatom Fistulifera solaris2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Nomaguchi, Yoshiaki Maeda, Tomoko Yoshino, Toru Asahi, Chris Bowler, Tsuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 73rd Fujihara Seminar International Conference “Molecular Life of Diatoms”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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