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酵母染色体の部分異数体ライブラリー構築と育種への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K05402
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関崇城大学

研究代表者

笹野 佑  崇城大学, 生物生命学部, 教授 (90640194)

研究分担者 田口 久貴  崇城大学, 生物生命学部, 教授 (90212018)
原島 俊  崇城大学, 生物生命学部, 特任教授 (70116086)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード染色体工学 / 酵母 / ゲノム編集技術 / ゲノム工学 / 染色体異数性 / 次世代シーケンサー / CRISPR/Cas9
研究成果の概要

清酒酵母K901株に対してさまざまな染色体領域が重複した部分異数体株ライブラリーを作製し、さらに作製した菌株を用いて清酒醸造を行い、各染色体領域の重複が清酒醸造に及ぼす影響を検討した。その結果、2番染色体領域の重複がリンゴ酸生産に影響を与えることが判明した。また、出芽酵母の染色体操作技術として置換、融合、環状化、染色体外環状DNA化などの操作技術を新たに開発した。最終的に、本研究課題の目標である産業に資する部分異数体重複株の作製に成功することができた。また、欠失や重複以外にもさまざまな染色体操作を可能にする染色体工学技術を確立することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

清酒酵母を用いた研究により、出芽酵母の染色体の部分異数体化は、工業的有用性を有する清酒酵母株を育種するための新奇かつ効果的な手段となり得ることが分かった。実用酵母菌株を用いて有用性が実証できたことで本手法を用いた菌株育種を推進していく端緒を開くことができた。また、これまでに出芽酵母で可能な染色体操作技術は分断と欠失と重複の3種類のみであったが、本研究でこれに加えて置換・融合・環状化・転座・染色体外環状DNA化が可能となった。出芽酵母は物質生産の基盤生物のひとつとみなされており、合成生物学における有用ツールの開発にも大きな意義がある。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of yeast chromosome II aneuploidy on malate production in sake brewing2024

    • 著者名/発表者名
      Hotta Natsuki、Kotaka Atsushi、Matsumura Kengo、Sasano Yu、Hata Yoji、Harada Tomoka、Sugiyama Minetaka、Harashima Satoshi、Ishida Hiroki
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 137 号: 1 ページ: 24-30

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2023.10.007

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Draft genome sequence of thermotolerant Saccharomyces cerevisiae AH465, isolated from Mt. Tatsuda, Kumamoto, Japan2024

    • 著者名/発表者名
      Sasano Yu、Hamaguchi Ayuki、Taguchi Hisataka
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 13 号: 4

    • DOI

      10.1128/mra.01124-23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic approach for assessing whether undeletable chromosomal regions in Saccharomyces cerevisiae are required for cell viability.2020

    • 著者名/発表者名
      Hassan N, Easmin F, Sasano Y, Ekino K, Taguchi H, Harashima S.
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 10 号: 1 ページ: 73-73

    • DOI

      10.1186/s13568-020-01001-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An overview of applications of CRISPR-Cas technologies in biomedical engineering2020

    • 著者名/発表者名
      Saleh Jamehdor, Kasra Arbabi Zaboli, Sina Naserian, Jose Thekkiniath, Honey Alef Omidy, Ali Teimoori, Behrooz Johari, Amir Hossein Taromchi, Yu Sasano, Saeed Kaboli
    • 雑誌名

      Folia Histochem Cytobiol

      巻: 58(3) 号: 3 ページ: 163-173

    • DOI

      10.5603/fhc.a2020.0023

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 出芽酵母における染色体工学の最先端と応用2020

    • 著者名/発表者名
      笹野 佑, 原島 俊
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 52(8) ページ: 53-57

    • NAID

      40022636814

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 出芽酵母における染色体工学の最先端と応用2020

    • 著者名/発表者名
      笹野 佑, 原島 俊
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 4(11) ページ: 99-105

    • NAID

      40022636814

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] CRISPR-PCD and CRISPR-PCRep: Two novel technologies for simultaneous multiple segmental chromosomal deletion/replacement in Saccharomyces cerevisiae2020

    • 著者名/発表者名
      Easmin Farhana、Sasano Yu、Kimura Shunta、Hassan Naim、Ekino Keisuke、Taguchi Hisataka、Harashima Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 129 号: 2 ページ: 129-139

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.08.004

    • NAID

      40022159677

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CRISPR-PCDup: a novel approach for simultaneous segmental chromosomal duplication in Saccharomyces cerevisiae2020

    • 著者名/発表者名
      Hassan Naim、Sasano Yu、Kimura Shunta、Easmin Farhana、Ekino Keisuke、Taguchi Hisataka、Harashima Satoshi
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 10 号: 1 ページ: 27-27

    • DOI

      10.1186/s13568-020-0957-4

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] gRNA-transient expression system for simplified gRNA delivery in CRISPR/Cas9 genome editing.2019

    • 著者名/発表者名
      Easmin F, Hassan N, Sasano Y, Ekino K, Taguchi H, Harashima S.
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 373-378

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.02.009

    • NAID

      40022010876

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 熊本から分離した高温耐性出芽酵母のゲノム解析2023

    • 著者名/発表者名
      浜口愛勇生,大寺史織, 田口久貴,笹野佑
    • 学会等名
      日本生物工学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] キシロース資化性酵母Spathaspora passalidarumのキシリトール脱水素酵素の耐熱化2023

    • 著者名/発表者名
      笹野 佑、平野 貴大、平瀬 陸、田口 久貴
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 九州地方から分離した新奇酵母について2022

    • 著者名/発表者名
      浜口愛勇生,田口久貴,笹野 佑
    • 学会等名
      第28回日本生物工学会九州支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] キシロース発酵性酵母 Spathaspora passalidarum における遺伝子破壊法の確立2021

    • 著者名/発表者名
      豊留 あいり, 山城 裕孝, 笹野 佑, 田口久貴
    • 学会等名
      日本生物工学会第73回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 酵母の染色体異数性が清酒醸造に与える影響と酵母育種への応用2019

    • 著者名/発表者名
      堀田 夏紀、小高 敦史、松村 憲吾、杉山 峰崇、笹野 佑、原島 俊、秦 洋二、石田 博樹
    • 学会等名
      第71回 日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 出芽酵母における任意領域の染色体外環状DNA化技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      生田 宗一郎, 久富 歩, 笹野 佑, 田口 久貴
    • 学会等名
      第71回 日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数染色体領域の欠失による発酵阻害物質耐性出芽酵母菌株の育種2019

    • 著者名/発表者名
      豊留あいり、高田和真、高木佑希子、笹野 佑、田口久貴
    • 学会等名
      第26回 日本生物工学会九州支部 長崎大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数染色体の欠失によるフラン化合物耐性出芽酵母菌株の育種2018

    • 著者名/発表者名
      高田 和真
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 新奇染色体工学技術を用いた多様なゲノム組成を持つ出芽酵母菌株ライブラリーの構築と菌株育種2018

    • 著者名/発表者名
      笹野 佑
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] アグリバイオ 出芽酵母における染色体工学の最先端と応用2023

    • 著者名/発表者名
      笹野 佑, 原島 俊
    • 総ページ数
      102
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] バイオエネルギー再燃2021

    • 著者名/発表者名
      植田充美、笹野佑ほか
    • 総ページ数
      289
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316215
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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