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酵母における独自の遺伝子発現量最適化技術を駆使した植物二次代謝産物の効率的生産

研究課題

研究課題/領域番号 18K14069
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関大阪府立大学

研究代表者

山田 亮祐  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40608626)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード酵母 / 代謝工学 / 植物二次代謝産物 / CRISPR / セスキテルペン / 変異導入 / ストレス耐性 / 有機溶媒 / 発酵
研究成果の概要

近年、遺伝子組換え酵母を用いて、種々の有用物質を生産する技術が注目されている。パチョロールはセスキテルペノイドアルコールの一種であり、産業的に重要な化合物である。本研究では、酵母にパチョロール合成遺伝子を高発現させ、さらに、パチョロール合成に関わるメバロン酸経路全体を最適化することで、パチョロールを効率的に生産する酵母の創製を目指した。
酵母の広範囲の代謝経路を最適化する独自の手法を開発し、9種類の遺伝子の発現量を最適化することで、パチョロールを効率的に生産する酵母を創製することに成功した。創製した酵母のパチョロール生産量および速度は、42.1 mg/Lおよび19.8 mg/L/dであった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、酵母の広範囲の代謝経路を最適化する独自の手法を開発し、パチョロールを効率的に生産する酵母を創製することに成功した。本技術は、解糖経路やメバロン酸経路などを経由する、他の化合物を生産する代謝経路の最適化にも容易に応用可能である。従って、今後は本手法を用い、様々なバイオ燃料、バルクケミカル、ファインケミカルなどの有用物質を効率的に生産する酵母を創製することが期待される。

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

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Improvement of lactic acid tolerance by cocktail δ-integration strategy and identification of the transcription factor PDR3 responsible for lactic acid tolerance in yeast Saccharomyces cerevisiae2021

    • 著者名/発表者名
      R. Yamada, Y. Kumata, R. Mitsui, T. Matsumoto, H. Ogino
    • 雑誌名

      World Journal of Microbiology and Biotechnology

      巻: 37 号: 2 ページ: 19-19

    • DOI

      10.1007/s11274-020-02977-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of 2,3-butanediol tolerance in Saccharomyces cerevisiae by using a novel mutagenesis strategy2021

    • 著者名/発表者名
      A. Mizobata, R. Mitsui, R. Yamada, T. Matsumoto, S. Yoshihara, H. Tokumoto, H. Ogino
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 131 号: 3 ページ: 283-289

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.11.004

    • NAID

      40022514785

    • 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] Construction of lactic acid-tolerant Saccharomyces cerevisiae by using CRISPR-Cas-mediated genome evolution for efficient d-lactic acid production2020

    • 著者名/発表者名
      R. Mitsui, R. Yamada, T. Matsumoto, S. Yoshihara, H. Tokumoto, H. Ogino
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 104 号: 21 ページ: 9147-9158

    • DOI

      10.1007/s00253-020-10906-3

    • 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] Construction of yeast producing patchoulol by global metabolic engineering strategy2020

    • 著者名/発表者名
      R. Mitsui, R. Nishikawa, R. Yamada*, T. Matsumoto, H. Ogino
    • 雑誌名

      Biotechnology and Bioengineering

      巻: - 号: 5 ページ: 1348-1356

    • DOI

      10.1002/bit.27284

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved stress tolerance of Saccharomyces cerevisiae by CRISPR-Cas-mediated genome evolution2019

    • 著者名/発表者名
      R. Mitsui, R. Yamada, H. Ogino
    • 雑誌名

      Applied Biochemistry and Biotechnology

      巻: 189 号: 3 ページ: 810-821

    • DOI

      10.1007/s12010-019-03040-y

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRISPR system in the yeast Saccharomyces cerevisiae and its application in the bioproduction of useful chemicals2019

    • 著者名/発表者名
      R. Mitsui, R. Yamada, H. Ogino
    • 雑誌名

      World Journal of Microbiology and Biotechnology

      巻: 35 号: 7 ページ: 111-111

    • DOI

      10.1007/s11274-019-2688-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward the construction of a technology platform for chemicals production from methanol: D-lactic acid production from methanol by an engineered yeast Pichia pastoris2019

    • 著者名/発表者名
      R. Yamada, K. Ogura, Y. Kimoto, H. Ogino
    • 雑誌名

      World Journal of Microbiology and Biotechnology

      巻: 35 号: 2 ページ: 37-37

    • DOI

      10.1007/s11274-019-2610-4

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Secretory overexpression of the endoglucanase by Saccharomyces cerevisiae via CRISPR-δ-integration and multiple promoter shuffling2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sasaki, R. Mitsui, R. Yamada, H. Ogino
    • 雑誌名

      Enzyme and Microbial Technology

      巻: 121 ページ: 17-22

    • DOI

      10.1016/j.enzmictec.2018.10.014

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of gene expression by cocktail δ-integration to improve carotenoid production in Saccharomyces cerevisiae2018

    • 著者名/発表者名
      R. Yamada, A. Yamauchi, Y. Ando, Y. Kumata, H. Ogino
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 268 ページ: 616-621

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2018.08.044

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ゲノム進化法によって創製した熱耐性酵母の遺伝子発現量解析2020

    • 著者名/発表者名
      三ツ井良輔,山田亮祐,松本拓也,吉原静恵,徳本勇人,荻野博康
    • 学会等名
      極限環境生物学会2020年度 (第21回)年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 点変異・構造変異同時導入による2,3-ブタンジオール耐性酵母の創製2020

    • 著者名/発表者名
      溝端明日香,三ツ井良輔,山田亮祐,松本拓也,吉原静恵,徳本勇人,荻野博康
    • 学会等名
      極限環境生物学会2020年度 (第21回)年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Construction and analysis of engineered D-lactic acid tolerant Saccharomyces cerevisiae2019

    • 著者名/発表者名
      R. Mitsui, R. Yamada, T. Matsumoto, H. Ogino
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of 2,3-butandiol tolerance in yeast by a novel mutagenesis strategy2019

    • 著者名/発表者名
      A. Mizobata, R. Mitsui, R. Yamada, T. Matsumoto, H. Ogino
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of lactic acid tolerance in the yeast Saccharomyces cerevisiae by optimizing the expression of transcription factors2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kumata, R. Mitsui, R. Yamada, T. Matsumoto, H. Ogino
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modulation of the mevalonate pathway in yeast for efficient patchoulol production by global metabolic engineering2019

    • 著者名/発表者名
      R. Yamada, R. Nishikawa, R. Mitsui, T. Matsumoto, H. Ogino
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous use of CRISPR-δ-integration and multiple promoter shuffling enhances secretory overexpression of endoglucanase by Saccharomyces cerevisiae2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sasaki, R. Mitsui, R. Yamada, T. Matsumoto, H. Ogino
    • 学会等名
      The 10th International Symposium of Innovative BioProduction Kobe
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] δ-CRISPR法とプロモーターシャッフリング法を融合した酵母によるタンパク質高生産技術2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木優果,三ツ井良輔,山田亮祐,荻野博康
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 大阪府立大学 化学工学課程/化学工学分野 反応工学グループ

    • URL

      http://www2.chemeng.osakafu-u.ac.jp/group4/indexj/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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