白麹菌の高クエン酸生産機構解明と有機酸高生産株の育種

• 研究課題/領域番号: 24580116
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 後藤 正利 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (90274521)
• 研究分担者: 二神 泰基 鹿児島大学, 農学部, 准教授 (60512027)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: Aspergillus / 麹菌 / 有機酸発酵 / ゲノム解析 / マイクロアレイ解析 / Aspergilus / 有機酸生産 / クエン酸 / 遺伝子発現 / 応用微生物学 / ゲノム

研究成果の概要

白麹菌によるクエン酸の高生産機構の解明を目指した。まず、白麹菌の高効率相同組換え株を開発した。白麹菌のクエン酸生産誘導条件下（低温培養移行）において発現量が変動したおよそ1,100の遺伝子を同定した。GO解析の結果から、糖化酵素の高分泌生産のための高温培養は白麹菌にとってストレスであり、細胞を熱ダメージから保護するため、熱ストレスへ対応していることがわかった。低温培養への移行により、グリセロールやトレハロースの合成系、ペントース経路の抑制に伴う代謝系の変換がクエン酸の高生産に関係しているものと推察された。また、クエン酸の高生産に重要と推定される遺伝子を選抜して、遺伝子破壊株を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Transcriptomic analysis of temperature responses of Aspergillus kawachii during barley koji production. (2015)
  • 著者名/発表者名: Futagami, T., Mori, K., Wada, S., Ida, H., Kajiwara, Y., Takashita, H., Tashiro, K., Yamada, O., Omori, T., Kuhara, S., and Goto, M.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 巻: 81 号: 4 ページ: 1353-1363
  • DOI: 10.1128/aem.03483-14
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 焼酎麹菌のIdentity を探る． (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤正利、二神泰基、梶原康博、高下秀春
  • 雑誌名: 日本醸造協会誌 巻: 109 ページ: 219-227
  • NAID: 130006483407
• [雑誌論文] 焼酎麹菌のIdentityを探る (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤正利、二神泰基、梶原康博、高下秀春.
  • 雑誌名: 日本醸造協会誌 巻: 109
  • NAID: 130006483407
• [雑誌論文] Construction of a <i>ligD</i> disruptant for efficient gene targeting in white koji mold, <i>Aspergillus kawachii </i> (2013)
  • 著者名/発表者名: Tashiro S, Futagami T, Wada S, Kajiwara Y, Takashita H, Omori T, Takahashi T, Yamada O, Takegawa K, Goto M.
  • 雑誌名: The Journal of General and Applied Microbiology 巻: 59 号: 3 ページ: 257-260
  • DOI: 10.2323/jgam.59.257
  • NAID: 130004802249
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a ligD disruptant for efficient gene targeting in white koji mold, Aspergillus kawachii. (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Tashiro, T. Futagami, S. Wada, Y. Kajiwara, H. Takashita, T. Omori, T. Takahashi, O. Yamada, K. Takegawa, M. Goto.
  • 雑誌名: Journal of General and Applied Microbiology 巻: in press
  • NAID: 130004802249
  • 査読あり
• [学会発表] 白麹菌Aspergillus kawachiiのクエン酸高生産に関わる遺伝子の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤正利、田代智史、二神泰基、竹川薫、梶原康博、高下秀春
  • 学会等名: 日本生物工学会札幌大会
  • 発表場所: 札幌国際会議場
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] Identification of the genes that affect productivity of organic acids in Aspergillus kawachii (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Goto, T. Futagami, Y. Kajiwara, and H. Takashita
  • 学会等名: 10th International Mycological Congress
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2014-08-05
• [学会発表] 白麹菌のポストゲノム解析についての研究：白麹菌らしさを探る (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤正利
  • 学会等名: 糸状菌遺伝子研究会第３５回例会
  • 発表場所: 東京都北とぴあ
  • 年月日: 2014-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] 焼酎麹菌のIdentityを探り，活用する. (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤正利、二神泰基、梶原康博、高下秀春
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] 麦麹の製造過程における白麹菌のトランスクリプトーム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 二神泰基，森一樹, 和田正太郎，梶原康博，高下秀春，大森俊郎，田代康介，久原哲，後藤正利
  • 学会等名: 第１３回糸状菌分子生物学コンファレンス
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 白麹菌 Aspergillus kawachii における推定有機酸トランスポーターの機能解析. (2013)
  • 著者名/発表者名: 田代智史、二神泰基、梶原康博、高下秀春、竹川薫、後藤正利.
  • 学会等名: 第20回日本生物工学会九州支部大会.
  • 発表場所: 佐賀大学
• [学会発表] 麦麹の製造過程における白麹菌のマイクロアレイ解析. (2013)
  • 著者名/発表者名: 二神泰基、森一樹、和田正太郎、梶原康博、高下秀春、大森俊郎、田代康介、久原哲、後藤正利.
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会.
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] ゲノム情報を活用し焼酎麹菌のIdentityを探る
  • 著者名/発表者名: 後藤正利
  • 学会等名: ゲノムを基盤とした次世代微生物学研究の展開 (宮崎大学ＩＲ推進機構)
  • 発表場所: 宮崎大学
  • 招待講演
• [学会発表] 白麹菌Aspergillus kawachiiの遺伝子工学実験宿主の開発
  • 著者名/発表者名: 田代智史、二神泰基、梶原康博、高下秀春、大森俊郎、竹川薫、後藤正利.
  • 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
• [学会発表] Genomic sequence of the shochu koji mold Aspergillus kawachii
  • 著者名/発表者名: T. Futagami, K. Mori, A. Yamashita, S. Wada, Y. Kajiwara, H. Takashita, T. Omori, K. Takegawa, K. Tashiro, S. Kuhara and M. Goto
  • 学会等名: 15th International Biotechnology Symposium
  • 発表場所: Daegu, Korea
• [学会発表] Construction of White Koji Mold, Aspergillus kawachii Strains for Genetic Study
  • 著者名/発表者名: S. Tashiro, T. Futagami, Y. Kajiwara, H. Takashita, T. Omori, K. Takegawa, and M. Goto
  • 学会等名: 15th International Biotechnology Symposium
  • 発表場所: Daegu, Korea
• [学会発表] 麦麹の製造過程における白麹菌のDNAマイクロアレイ解析
  • 著者名/発表者名: 二神泰基、森一樹、和田正太郎、梶原康博、高下秀春、 大森俊郎、田代康介、久原哲、後藤正利
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 東北大学
• [図書] 発酵・醸造食品の最前線, 第20章 ゲノム・ポストゲノム解析により焼酎麹菌らしさを探る (2015)
  • 著者名/発表者名: 後藤正利、梶原康博、高下秀春．
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] 九州大学大学院農学研究院 生命機能科学部門 未来創成微生物学寄附講座
  • URL: http://www.brs.kyushu-u.ac.jp/~fcmic
• [備考] 九州大学大学院農学研究院生命機能科学部門 未来創成微生物学寄附講座
  • URL: http://www.brs.kyushu-u.ac.jp/~fcmic/
• [備考] http://www.brs.kyushu-u.ac.jp/~fcmic/