| 研究課題/領域番号 |
19J20827
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分40020:木質科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
大橋 慧介 北海道大学, 国際食資源学院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 植物バイオマス分解 / 放線菌 / マンナン / バイオマス分解 / 転写制御 / マンノビオース / バイオマス利用 / 糖質分解酵素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高い植物バイオマス分解性を有する19種の昆虫共生放線菌について、セルロースおよびキシラン、植物バイオマス（ススキ）を単一炭素源として培養を行う。得られた分泌タンパク質について多糖分解活性の評価および網羅的なタンパク質の同定を通して高バイオマス分解酵素の探索を行う。さらに、特に高い糖質分解活性を示す放線菌の分泌タンパク質については、組換えタンパク質の作製および機能解析を行う。これらの結果から、資源作物を構成する多糖を効率的に分解できる酵素群を選定し、実際に異種発現した酵素を混ぜる事で、酵素の組み合わせによる協調的な資源作物の分解活性の評価・向上を実施する。
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| 研究実績の概要 |
効率的な資源作物の分解技術の開発を目指し、生化学的手法およびプロテオーム解析を用いた、植物バイオマス分解性放線菌の有する多糖分解能力の向上に取り組んだ。１９種のセルロース分解性放線菌は、複数の植物細胞壁構成多糖を単一炭素源として生育することが確認された。加えて、培養上清に含まれる分泌タンパク質について、放線菌種間および単一炭素源の違いによる特異的な非活性および糖質分解酵素の分泌を確認した。 この培地中の多糖特異的な分泌酵素に注目し、セルロース分解性放線菌における糖質分解酵素の発現調節機構の解明に取り組んだ。具体的には、主要な植物バイオマスであるマンナンへの応答性を調べた。試供菌は、主要なセルロース分解酵素の転写調節タンパク質が既に特定されている、Streptomyces sp. SirexAA-E株を用いた。その結果、両多糖において特異的なマンナン分解酵素の分泌の誘導を確認した。これらの遺伝子の転写調節を制御すると予想される複数の制御因子について、大腸菌発現タンパク質およびゲルシフトアッセイを用いた機能解析を行った。その結果、新規LacI様転写調節タンパク質が、培地中のマンナン分解物の有無に応じたDNAへの結合/ 解離を介して、複数のマンナン分解酵素遺伝子の転写制御を担うことを明らかにした。加えて、マンナン分解物が、既知のセルロース応答性転写調節タンパク質のDNA結合を阻害することを確認した。これらの結果から、Streptomyces sp. SirexAA-E株は、２つの転写調節タンパク質を利用して、効率的なマンナン分解を実現していることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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