包括的高感度遺伝子発現プロファイリングに基づく高効率エタノール発酵細菌の育種

• 研究課題/領域番号: 22580084
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 簗瀬 英司 鳥取大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20158033)
• 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: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: バイオマスエネルギー / 微生物遺伝学 / 代謝工学 / bioethanol / biomass / genomics / DNA microarray / transcriptome / Zymomonas mobilis / Zymobacter palmae / biofuel / ethanol / microarray / transcription / Zymobacter palame

研究概要

石油代替輸送用液体燃料であるセルロース系バイオエタノールの発酵生産に最適な新規のエタノール発酵性細菌(Zymobacter palmae)の発酵ストレス耐性強化を目的とした。HiCEPとDNAマイクロアレイの解析技術をもちいて、Zb. palmae細胞内でストレスに応答して発現する遺伝子群のプロファイリングを行い、ストレス耐性獲得に働く代謝経路を探索した。その結果、Zb. palmaeにアミノ酸合成代謝系酵素群の活性発現を伴う酸性ストレス応答機構を初めて見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Direct ethanol production from cellulosic materials by Zymobacter palmae carrying Cellulomonas and Ruminococcus -glucosidase (2013)
  • 著者名/発表者名: Kojima, M., Okamoto, K., and Yanase,H.
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechno 巻: 97 号: 11 ページ: 5137-5147
  • DOI: 10.1007/s00253-013-4874-1
  • 年月日: 2013-04-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and surface display of Cellulomonas endoglucanase in the ethanologenic bacterium Zymobacter palmae (2012)
  • 著者名/発表者名: Kojima, M., Akahoshi, T., Okamoto, K.,and Yanase, H.
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechno 巻: 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethanol production from wood hydrolysate using genetically engineered Zymomonas mobilis (2012)
  • 著者名/発表者名: Yanase, H., Miyawaki, H., Sakurai, M.,Kawakami, A., Matsumoto, M., Haga, K.,Kojima, M., and Okamoto, K.
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol. 巻: 94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethanol production from wood hydrolysate using genetically engineered Zymomonas mobilis (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideshi Yanase
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol. 巻: 94 ページ: 1667-1678
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and surface display of Cellulomonas endoglucanase in the ethanologenic bacterium Zymobacter palmae (2012)
  • 著者名/発表者名: Motoki Kojima
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 96 号: 4 ページ: 1093-1104
  • DOI: 10.1007/s00253-012-4424-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient xylose fermentation by the brown rot fungus Neolentinus lepideus (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, K., Kanawaku, R., Masumoto, M., Yanase, H.
  • 雑誌名: Enzyme Microb.Technol. 巻: 50 ページ: 96-100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the protein gp1 from bacteriophage In 93 (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsushita I., and Yanase H.
  • 雑誌名: Biological Lett 巻: 48(1) ページ: 47-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of two acidic ss-glucosidases and ethanol fermentation in the brown rot fungus Fomitops is palustris (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, K., Sugita, Y., Nishikori, N., Nitta, Y., Yanase, H.
  • 雑誌名: Enzyme and Microbial Technology 巻: 48 ページ: 96-100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct ethanol production from starch, wheat bran and rice straw by the white rot fungus Trametes hirsuta (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, K., Nitta, Y., Maekawa, N., Yanase, H.
  • 雑誌名: Enzyme Microb.Technol. 巻: 48 ページ: 273-277
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the protein gp1 from bacteriophage φIN93 (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsushita I., Yanase H.
  • 雑誌名: Biological Lett. 巻: 48(1) ページ: 47-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of ethanol by the white-rot basidiomycetes Peniophora cinerea and Trametes sunveolens (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Okamoto, Koji Imashiro, Yuya Akizawa, Asako Onimura, Motoki Yoneda, Yasuyuki Nitta, Nitaro Maekawa, Hideshi Yanase
  • 雑誌名: Biotechnol.Lett. 巻: 32(7) ページ: 909-913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct ethanol production from starch, wheat bran and rice straw by the white rot fungus Trametes hirsuta (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Okamoto, Yasuyuki Nitta, Nitaro Maekawa, Hideshi Yanase
  • 雑誌名: Enzyme Microb.Technol. 巻: doi:10.1016(電子版)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of two acidic β-glucosidases and ethanol fermentation in the brown rot fungus Fomitopsis palustris (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Okamoto, Yuko Sugita, Natsumi Nishikori, Yasuyuki Nitta, Hideshi Yanase
  • 雑誌名: Enzyme Microb.Technol. 巻: doi:10.1016(電子版)
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロ波ソルボリシスと高速発酵細菌を用いる高効率バイオエタノール生産システム (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺隆司、簗瀬英司
  • 雑誌名: クリーンエネルギー 巻: 19(12) ページ: 1-6
  • 査読あり
• [学会発表] C5・C6糖並行発酵性Zymobacter palmaeのキシロース発酵性強化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 滝上、近藤、奥田、岡本、原田、簗瀬
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] ラッカーゼ処理によるリグニン過分解物発酵阻害の低減効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊原、高橋、杉岡、岡本、原田、簗瀬
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] Cellvibrio japonicus由来セルラーゼ遺伝子のクローニングと発酵細菌内での分泌発現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小島、幡部、玉井、岡本、原田、簗瀬
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] キシロース並行発酵細菌によるマイクロ波照射前処理木材のSSCF(同時糖化並行発酵) (2012)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬英司、小島基、高橋貴之、黒崎陽介、大代正和、桂陽子、瀬郷久幸、松下響、保谷典子、渡辺隆司
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] バイオマスエネルギー技術の現状と将来 (2012)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬英司
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第114講習会
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] バイオマスエネルギー技術の現状と将来 (2012)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬英司
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第114講習会
  • 発表場所: 鳥取(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] Ｃ５・Ｃ６糖並行発酵性Zymobacter palmaeのキシロース発酵性強化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 東京農工大
• [学会発表] ラッカーゼ処理によるリグニン過分解物発酵阻害の低減効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 東京農工大
• [学会発表] Cellvibrio japonicus由来セルラーゼ遺伝子のクローニングと発酵細菌内での分泌発現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 東京農工大
• [学会発表] Ethanol production from pretreated eucalyptus wood chips by simultaneous saccharification and fermentation RAFT (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsushita H, Yanase H, Daidai M, Sego H,Yasutani N, Habu K, Kikuta H, Yasue Y,Watanabe T
  • 学会等名: Recent Advances in Fermentation Technology
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] Ethanol production from pretreated eucalyptus wood chips by simultaneous saccharification and fermentation (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsushita H, Yanase H, Daidai M, Sego H, Yasutani N, Habu K, Kikuta H,Yasue Y, Watanabe T
  • 学会等名: RAFT(Recent Advances in FermentationTechnology)
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] マイクロ波前処理および高速発酵細菌を用いた木質バイオマスからのバイオエタノール生産 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大代正和、三谷友彦、篠原真毅、吉岡康一、黒崎陽介、金子正和、渡辺隆司、瀬郷久幸、桂陽子、泰江康輝、保谷典子、菊田弘和、金川章孝、高橋和志、小島基、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] セルラーゼとリグニンの相互作用解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高田理江、吉岡康一、小島基、簗瀬英司、渡辺隆司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] C5・C6糖並行発酵性Zymobacter palmaeのキシロース発酵に及ぼすリグノセルロース過分解物の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋貴之、小島基、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 高糖耐性Zymomonas mobilisへのキシロース並行発酵性の付与 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小島基、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 高糖耐性Zymomonas mobilisへのC5・C6糖並行発酵性付与 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近藤雄亮、羽賀俊雄、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Metabolic engineering of ethanologenic bacteria capable of producing cellulosic bioethanol (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanase,H.
  • 学会等名: International Union of Microbiological Soceities 2011 Congress
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] Metabolic engineering of ethanologenic bacteria capable of producing cellulosic bioethanol (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanase H
  • 学会等名: International Union of Microbiological Soceities 2011 Congress
  • 発表場所: 札幌(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] 新規キシロース発酵担子菌によるエタノール生産 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内井敦史、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 褐色腐朽菌によるキシロースからの効率的エタノール生産 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金涌龍一、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 担子菌Trametes hirsutaによるバイオマスからの直接的エタノール生産 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本賢治、新田泰之、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] C5・C6糖並行発酵性Zymobacter palmaeのリグノセルロース過分解物による発酵阻害挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋貴之、小島基、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 多機能EGとBGLの共発現化によるZymobacter palmaeのセルロース糖化醗酵 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小島基、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 高糖耐性Zymomonas mobilisへのC5・C6糖並行発酵性付与 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近藤雄亮、羽賀俊雄、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] C5・C6糖並行発酵性Zymobacter palmaeの糖代謝遺伝子発現挙動解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 東裏典枝、岡崎悟志、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] 多機能エンドグルカナーゼ遺伝子のクローニングとエタノール発酵細菌内での分泌発現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小島基、松浦静香、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] 高糖耐性Zymomonas mobilis野生株へのセルロース糖化は構成賦与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田洋、小島基、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] Peniophora cinereaによるキシリトール生産 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤村拓生、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-26
• [学会発表] Peniophora属担子菌によるエタノール生産 (2010)
  • 著者名/発表者名: 米田元輝、秋沢佑弥、岡本賢治、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-26
• [学会発表] Fomitopsis palustris由来β-glucosidaseとエタノール発酵 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本賢治、杉田佑子、錦織なつみ、新田泰之、簗瀬英司
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-26
• [産業財産権] マンノース発酵性ザイモバクター属形質転換微生物 (2011)
  • 発明者名: 簗瀬英司、岡本賢治
  • 権利者名: 国立大学法人鳥取大学
  • 取得年月日: 2011-02-25
• [産業財産権] 染色体組み込みマンノース発酵性ザイモモナス属細菌 (2010)
  • 発明者名: 簗瀬英司、岡本賢治
  • 権利者名: 国立大学法人鳥取大学
  • 取得年月日: 2010-06-18