| 研究課題/領域番号 |
22K05405
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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 | 名城大学 |
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研究代表者 |
兒島 孝明 名城大学, 農学部, 准教授 (40509080)
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| 研究分担者 |
丸山 潤一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任教授 (00431833)
中野 秀雄 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (00237348)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | Aspergillus oryzae / 発酵生産 / バイオインフォマティクス / トランスクリプトーム / 麹菌 / 発酵 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生命機能の発現・制御機構を解明する上で、染色体の動的な構造変化を考慮することは非常に重要である。本研究では、産業微生物Aspergillus oryzaeの固体培養における遺伝子発現動態に着目し、固体培養条件におけるA. oryzaeのゲノム構造情報ならびに全遺伝子発現情報を包括的に取得し、その経時的動態をデータベース化する。さらに、このデータベースを活用し、ゲノム構造の動態を考慮した難分解性多糖の代謝パスウェイの最適化を試み、新奇高機能性A. oryzaeの創生技術を確立する。これらのアプローチを通して、生命機能の発現・制御のメカニズムの包括的理解のための汎用的な技術基盤の構築を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、A. oryzaeの固体培養における遺伝子発現動態の包括的理解とその技術基盤構築を目的として研究期間1年目に以下のアプローチを実施した。
・SC条件下のA. oryzaeにおけるmRNAレベルでの動的転写制御機構のデータベース構築の予備検討
SC培養後のA. oryzaeより抽出したRNAを用いることで一定時間ごとの遺伝子発現動態をトレースできるかどうかの予備検討を実施した。A. oryzae野生株を寒天プレート上で培養し、植菌後3日後から7日後まで1日おきに菌体を回収した。これらの菌体よりRNAを抽出し、高速DNAシーケンサーによって各培養時間ごとのA. oryzae全遺伝子の発現データを取得した。取得した発現動態をもとにクラスタリングを実施し、類似発現パターンを示す遺伝子群をグループ化した。各クラスター中の遺伝子の機能を精査したところ、一つのクラスターでは過半数がリボソームタンパク質で構成されていた。この結果は、サンプリングからRNA-Seq、クラスタリングに至る一連の作業工程の適切さを示すものであった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究代表者が本研究期間開始時期の2022年4月にこれまで所属していた研究期間とは別の機関へ異動したため、研究実施環境の再構築に想定以上の時間を要したことが主な要因として挙げられる。実際、SC条件下のA. oryzaeのゲノム動態の解析など、当初1年目に予定していた実施内容を十分行うことができなかった。しかしながら、異動後の研究遂行環境は整いつつあり、今後の進展が期待できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度に得られた研究成果をもとに、下記のアプローチを実施する。
・難分解性C源条件下における全遺伝子発現量の時系列データベース構築 通常のC源(スクロース)もしくは難分解性のキシランを唯一炭素源とした固相培養条件下におけるA. oryzae菌体を一定時間ごとにサンプリングし、RNA-Seqにより各条件ごとの全遺伝子の発現量の時系列データを取得し、データベース化する。
・難分解性C源条件下におけるクロマチン構造の時系列データベース構築 通常のC源(スクロース)もしくは難分解性のキシランを唯一炭素源とした固相培養条件下におけるA. oryzae菌体を一定時間ごとにサンプリングし、架橋処理を施したゲノムを回収し、各条件ごとのクロマチン構造の時系列データを取得し、データベース化する。
・天然SC条件下のA. oryzaeにおける動的転写制御機構の網羅的解析 米粒上で培養したA. oryzaeより抽出したRNAやゲノムを用いて同様の手法により全遺伝子の発現量とクロマチン構造の時系列データを取得し、データベース化する。
これらのデータベースを活用し、ゲノム構造の動態を考慮した代謝パスウェイの最適化と新奇高機能性A. oryzaeの創生技術を確立する。
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