| 研究課題/領域番号 |
20K05779
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38020:応用微生物学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
七谷 圭 東北大学, 未来型医療創成センター, 助教 (00547333)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 微生物 / 有機酸 / トランスポーター / クライオ電子顕微鏡 / 有機酸生産 / 構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
微生物を用いた有機酸生産においては、微生物の菌体内で生合成された有機酸を菌体外に排出するトランスポーターが重要な役割を果たしている。トランスポーターの機能が十分でない場合、生合成産物は菌体内に蓄積し負のフィードバック反応により、生合成反応を阻害するためである。そこで、本研究では、有機酸排出トランスポーターの機能強化に向け、分子構造と輸送メカニズムの解析を実施する。本研究の成果は、バイオプラスチックの原料等に用いられる有機酸の効率的な生産を実現し、化石資源の消費抑制と二酸化炭素排出抑制につながる。
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| 研究成果の概要 |
有機酸などの極性の高い化合物を微生物を用いて生産する際、最終生成物は膜を透過できないため、菌体外に排出する膜輸送体が必要である。膜輸送体の機能が十分でない場合、生産物は細胞内に蓄積し、細胞内での代謝反応の阻害する負のフィードバックを引き起こす。本研究では、生産物の細胞外排出を強化することを目的とし、有機酸排出トランスポーターによる基質輸送メカニズムの解明をめざし研究を実施した。その結果、クライオ電子顕微鏡による単粒子解析により、有機酸排出トランスポーターホモログの分子構造の解明に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
化石資源への依存度を減らすことは、持続可能な社会の構築に欠かすことができない。有機酸は、プラスチックの原料として広く使われていることから、有機酸を植物性原料から微生物を用いて生産する技術は非常に重要である。しかしながら、有機酸などの様に膜不透過性の化合物の生産には、生産物を細胞外に排出する輸送体が不可欠で、排出輸送体の機能の強化は重要な課題である。本研究では、有機酸排出トランスポーターの機能メカニズムの全容を明らかにするために重要な知見を得ることとができた。今後、これらの知見を活かして、有機酸排出機能の強化を行うことにより、有機酸生産の効率化に資する。
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