酵母の有機溶媒耐性に関わる転写制御カスケードの解明とその応用

• 研究課題/領域番号: 22360342
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 植田 充美 京都大学, 大学院・農学研究科, 教授 (90183201)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2010年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 有機溶媒耐性 / 転写制御因子 / ストレス応答 / ABC トランスポーター / PDR1 変異 / 薬剤耐性 / 情報伝達システム / 相互作用 / ABCトランスポーター / PDR1変異 / 生体触媒 / 転写因子 / 分子育種 / 細胞表層 / 相互作用因子

研究概要

我々の国際特許出願を可能にした世界初の有機溶媒耐性酵母の転写因子 PDR1 の変異による多様な有機溶媒(親水的及び疎水的有機溶媒)耐性の表現型を分類し、これらの中から包括的に取得した制御因子群と多様な有機溶媒耐性との対応を整理し、有機溶媒耐性ストレスへの情報伝達システムのカスケード検索ならびに転写制御因子間の相互作用を基礎的に解析して、育種につなげることを目的とした。PDR1-R821S 変異を導入することにより野生型酵母に有機溶媒耐性を付与することができたが、R821S 変異をもった Pdr1p の制御下で、PDR1 の変異により転写レベルの上昇した ABC トランスポーター群と細胞壁タンパク質に着目し、ABC トランスポーター群は疎水性有機溶媒と親水性有機溶媒のそれぞれに対する耐性への関与によって分類することができた。このような分類は、薬剤排出の時と同じような機構によって有機溶媒排出が行われている可能性を示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] ABC transporters and cell wall proteins involved in organic solvent tolerance in Saccharomyces cergvisiae (2013)
  • 著者名/発表者名: Nao Nishida, Naoki Ozato, Ken Matsui, Kouichi Kuroda, Mitsuvoshi Ueda.
  • 雑誌名: Journal of biotechnology 巻: 165 号: 2 ページ: 145-152
  • DOI: 10.1016/j.jbiotec.2013.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct fermentation of newspaper after laccase-treatment using yeast codisplaying endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi A, Kuroda K, Ueda M
  • 雑誌名: Renewable Energy 巻: 44 ページ: 199-205
  • DOI: 10.1016/j.renene.2012.01.078
  • 査読あり
• [雑誌論文] ABC transporters and cell wall proteins involved in organic solvent tolerance in Saccharomyces cerevisiae (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Nishida
  • 雑誌名: J. Biotechnol. 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of functional dipeptide, carnosine, from nonprotected amino acids using carnosinase -displaying yeast cells (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Inaba, S. Higuchi, H. Morisaka, K. Kuroda, M. Ueda
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol. 巻: 86 号: 6 ページ: 1895-1902
  • DOI: 10.1007/s00253-009-2396-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of beta-glucosidase activity on the cell-surface of sake yeast by disruption of SED1 (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kotaka, H. Sahara, K. Kuroda, A. Kondo, M. Ueda, Y. Hata, A. Kotaka, H. Sahara, K. Kuroda, A. Kondo, M. Ueda, Y. Hata
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: 109 号: 5 ページ: 442-446
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2009.11.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分子デイスプレイ法による革新的有機溶媒内酵素反応の開拓 (2010)
  • 著者名/発表者名: 植田充美
  • 雑誌名: 薬学雑誌 巻: 130 ページ: 1479-1485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of functional dipeptide, carnosine, from nonprotected amino acids using carnosinase-displaying yeast cells (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Inaba, et al.
  • 雑誌名: Appl.Microbiol.Biotechnol. 巻: 86 ページ: 1895-1902
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of beta-glucosidase activity on the cell-surface of sake yeast by disruption of SED1 (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Kotaka, et al.
  • 雑誌名: J.Biosci.Bioeng. 巻: 109 ページ: 442-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分子ディスプレイ法による革新的有機溶媒内酵素反応の開拓 (2010)
  • 著者名/発表者名: 植田充美
  • 雑誌名: 薬学雑誌 巻: 130 ページ: 1479-1485
  • NAID: 130000451698
  • 査読あり
• [学会発表] ABC transporters and cell wall proteins involved in yeast organic solvent tolerance (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Nshida et al.
  • 学会等名: 15th European Congress of Biotechnology
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] 酵母の有機溶媒耐性に関与するタンパク質の決定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西田奈央
  • 学会等名: 日本生物工学会若手会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Functional analysis of Pdr1p in multidrug resistance and organic-solvent tolerance in yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Nshida et al.
  • 学会等名: 2011 American Society for Biochemistry and Molecular Biology Annual Meeting
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2011-04-11
• [学会発表] Functional analysis of Pdrlp in multidrug resistance and organic-solvent tolerance in yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Nishida, et al
  • 学会等名: 2011 American Society for Biochemistry and Molecular Biology annual meeting
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2011-04-11
• [学会発表] Molecular analysis of XBD in Pdr1p mutants leading to multidrug resistance and organic-solvent tolerance in yeast Saccharomyces cerevisiae (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Nishida et al.
  • 学会等名: Pacjfichem 2010
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Molecular analysis of XBD in Pdr1p mutants leading to multidrug resistance and organic-solvent tolerance in yeast Saccharomyces cerevisiae (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Nishida, et al.
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: USA, Hawaii
  • 年月日: 2010-12-18
• [備考]
  • URL: http://www/tenko.kais.kyoto-u.ac.jp/