| 研究課題/領域番号 |
23K13866
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 富山大学 |
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研究代表者 |
森脇 真希 (高野真希 / 高野) 富山大学, 学術研究部工学系, 助教 (10444192)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 二形成 / 糸状菌 / エタノール / 生物化学工学 / 二形成真菌 / メタボローム解析 / 糖質代謝 / 核酸代謝 / Dimorphism / Mucor / ethanol / continuous culture |
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| 研究開始時の研究の概要 |
糸状体と酵母体に形態変化するMucor属接合菌（二形成真菌）は、重要な酵素や様々な物質生産に優れた微生物である。本研究では、本菌株の酵母細胞状態を安定的に維持して生産性を高め、かつ二形成能（糸状体と酵母体）を利用して連続的に発酵・分離を制御する、高効率の連続培養プロセス構築を目的とする。そのため、オミクス解析（細胞内や構成分子を網羅的に比較し、形態変化誘導因子を同定する解析法）により、環境変化に左右されず安定的に酵母化できる条件（抗真菌剤等の薬剤添加や培養環境の制御）を決定する。次にその条件を生かし、物質生産を損なわずに酵母化因子を制御できる連続培養プロセスを構築する。
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| 研究成果の概要 |
Mucor circinelloidesは高いエタノール生産能力と、糸状体と酵母体の二形態に変化する特徴を持つ。酵母体では糸状体より効率が高い物質生産が可能なため、本研究ではこの菌株の酵母体形成要因を解析した。まず、両形態における代謝解析のため、メタボローム解析を行った。その結果、細胞壁合成に関わるThio-esteraseまたはFatty acid synthaseの促進が酵母化に寄与すると考察した。そこでこれらに影響する薬剤添加を検討し、4種の薬剤の混合添加で酵母体を維持できることを明らかにした。さらに、酵母形態を維持する連続培養条件を最適化し、高いエタノール生産性を得ることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Mucor属接合菌は凝乳酵素をはじめとした工業的に重要な様々な酵素の生産に優れた微生物である。近年の遺伝子操作技術の発展により、本菌の様々な形質転換法が開発されており、学術的にも産業的にも非常に重要な菌種である。しかし糸状菌を用いた有用物質生産においては高効率な連続培養による継続的プロセスが適用できない。そのため、本研究成果により形態変化メカニズムを理解し、形態を自由に制御できる技術の確立は、目的産物の生産性の向上に繋がるだけでなく、分離フェーズでは糸状体に戻すことで目的物回収が容易になるなど、形態制御を十分に活用したオリジナルの生産システムの構築が実現できるという意義がある。
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