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高次倍数体育種の基盤を為すDNA修復制御法の探求

研究課題

研究課題/領域番号 18K05424
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

福田 展雄  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (00613548)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード酵母 / 倍数体 / 遺伝子発現 / DNA修復 / 微生物 / 育種 / 核酸
研究成果の概要

自然界の微生物のなかには高次倍数体(三倍体以上の倍数体)が少なからず存在しており、高次倍数体では二倍体に比べるとゲノム安定性が低いとされている。本研究では、相同組換えによるDNA修復に注目し、RecombinaseをコードするRAD51遺伝子と、最重要のMediatorをコードするRAD52遺伝子の過剰発現がDNA修復エラー発生率に及ぼす影響を評価した。野生型遺伝子を有する酵母では、グルコース含有培地と比べてガラクトース含有培地で培養した場合にDNA修復エラーの発生率が上昇することが確認されたが、RAD51またはRAD52遺伝子の過剰発現により、これを抑制できることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高次倍数体の細胞は肥大化することが知られており、魚類や植物等の品種改良において人為的にも生み出されてきた。ゲノム不安定性は新たな生物を生み出すために不可欠であるが、有用生物を創製した場合にはそれらの形質が安定に維持されることもまた必要となる。しかしながら微生物での高次倍数体育種の事例は比較的少なく、その要因の1つとしてゲノム安定性低下の懸念があった。本研究で得られたDNA修復エラーの発生率の低減という成果は、ゲノム安定性を向上するための手がかりとなる。また栄養源等の条件でDNA修復エラー発生率が大きく変動するという結果はゲノム不安定性の理解を深めるうえで重要な知見となる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] A new scheme to artificially alter yeast mating-types without autodiploidization2020

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Fukuda
    • 雑誌名

      Fungal Genetics and Biology

      巻: 144 ページ: 103442-103442

    • DOI

      10.1016/j.fgb.2020.103442

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crossbreeding of Yeasts Domesticated for Fermentation: Infertility Challenges2020

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Fukuda
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 21 ページ: 7985-7985

    • DOI

      10.3390/ijms21217985

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polyploid engineering by increasing mutant gene dosage in yeasts2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Nobuo、Honda Shinya、Fujiwara Maki、Yoshimura Yuko、Nakamura Tsutomu
    • 雑誌名

      Microbial Biotechnology

      巻: 14 号: 3 ページ: 979-992

    • DOI

      10.1111/1751-7915.13731

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthetic gene expression circuits regulating sexual reproduction2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Fukuda, Shinya Honda
    • 雑誌名

      Methods in Enzymology

      巻: in press ページ: 17-30

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2019.02.036

    • ISBN
      9780128181171
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-step細胞融合による多倍体酵母の創製2018

    • 著者名/発表者名
      福田 展雄、本田 真也
    • 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

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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