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mRNA fluxの改変による酵母アルコール発酵能とストレス耐性の飛躍的改良

研究課題

研究課題/領域番号 26292039
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

井沢 真吾  京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 准教授 (10273517)

研究分担者 杉山 峰崇  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80379130)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワードBTN2 / BDH2 / ADH7 / VFH1 / vanillin / ethanol stress / translation repression / yeast / mRNA flux / 酵母 / バニリン / フルフラール / バイオエタノール / エタノールストレス / 翻訳抑制 / アルコール発酵 / リグノセルロース系バイオマス / リグノセルロース / バイオマス
研究成果の概要

ある種のストレス下では翻訳が抑制され、特定のmRNAが優先的に翻訳されることが近年明らかになってきた。本研究ではストレス下の酵母細胞で選択的・優先的に翻訳される遺伝子の同定に取り組み、高濃度エタノールによって引き起こされる翻訳抑制下ではBTN2 mRNAが、バニリンなどのバイオマス由来発酵阻害物質に起因する翻訳抑制下ではADH7やBDH2、VFH1の mRNAが優先的に翻訳されることを明らかにした。また、これらの遺伝子のプロモーター領域を用いることで、他の遺伝子の優先的な発現も可能になることが確認され、これらのプロモーターが酵母のストレス耐性や発酵効率の改善に役立つことを見出した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 9件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Trans 18-Carbon Monoenoic Fatty Acid Has Distinct Effects from Its Isomeric cis Fatty Acid on Lipotoxicity and Gene Expression in Saccharomyces cerevisiae.2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, VTA. Nguyet, S. Kato, Y. Arii, T. Akino, S. Izawa
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 123 号: 1 ページ: 33-38

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2016.07.006

    • NAID

      40021077148

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The yeast ADH7 promoter enables gene expression under pronounced translation repression caused by the combined stress of vanillin, furfural, and 5-hydroxymethylfurfural2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishida, T. T. M. Nguyen, S. Izawa
    • 雑誌名

      J. Biotechnol.

      巻: in press ページ: 65-72

    • DOI

      10.1016/j.jbiotec.2017.04.024

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Prioritized expression of BDH2 under bulk translational repression and its contribution to tolerance to severe vanillin stress in Saccharomyces cerevisiae.2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishida, TTM. Nguyen, S. Kitajima, and S. Izawa
    • 雑誌名

      Front. Microbiol.

      巻: 7 ページ: 1059-1059

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.01059

    • URL

      http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/frnicb.2016.01059/full

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorescence microscopic analysis of antifungal effects of cold atmospheric pressure plasma in Saccharomyces cerevisiae.2016

    • 著者名/発表者名
      K. Itooka, K. Takahashi, S. Izawa
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol.

      巻: 100 号: 21 ページ: 9295-9304

    • DOI

      10.1007/s00253-016-7783-2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Prioritized expression of BTN2 of Saccharomyces cerevisiae under pronounced translation repression induced by severe ethanol stress.2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamauchi, S. Izawa
    • 雑誌名

      Front. Microbiol.

      巻: 7 ページ: 1319-1319

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.01319

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of protein production via the strong DIT1 terminator and two RNA-binding proteins in Saccharomyces cerevisiae.2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ito, T. Kitagawa, M. Yamanashi, S. Katahira, S. Izawa, K. Irie, M. Furutani-Seiki, and T. Matsuyama
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 36997-36997

    • DOI

      10.1038/srep36997

    • NAID

      120007129256

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Histone Deacetylase Gene Rpd3 Is Required for Starvation Stress Resistance2016

    • 著者名/発表者名
      Ei Nakajima, Kouhei Shimaji, Takanari Umegawachi, Saki Tomida, Hideki Yoshida, Nana Yoshimoto, Shingo Izawa, Hiroshi Kimura and Masamitsu Yamaguchi
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 11 号: 12 ページ: e0167554-e0167554

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0167554

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancements of the production of bilirubin and the expression of β-globin by carbon monoxide during erythroid differentiation.2016

    • 著者名/発表者名
      A. Mu, M. Li, M. Tanaka, Y. Adachi, T.T. Tai, P.H. Liem, S. Izawa, K. Furuyama, and S. Taketani
    • 雑誌名

      FEBS Lett.

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved stress resistance and ethanol production by segmental haploidization of the diploid genome in Saccharomyces cerevisiae2016

    • 著者名/発表者名
      Kaboli S, Miyamoto T, Sunada K, Sasano Y, Sugiyama M, Harashima S
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 未定 号: 6 ページ: 638-644

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2015.10.012

    • NAID

      40020873418

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The ADH7 promoter of Saccharomyces cerevisiae is vanillin-inducible and enables mRNA translation under severe vanillin stress.2015

    • 著者名/発表者名
      Trinh T. M. Nguyen, Aya Iwaki and Shingo Izawa
    • 雑誌名

      Frontiers Microbiol.

      巻: 6

    • DOI

      10.3389/fmicb.2015.01390

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] エタノールおよび発酵関連ストレス下における酵母のmRNA flux.2015

    • 著者名/発表者名
      井沢真吾
    • 雑誌名

      極限環境生物学会誌

      巻: 14 ページ: 46-53

    • NAID

      40020753789

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasma membrane proteins Yro2 and Mrh1 are required for acetic acid tolerance in Saccharomyces cerevisiae.2015

    • 著者名/発表者名
      Takabatake A, Kawazoe N, Izawa S.
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol.

      巻: 99 号: 6 ページ: 2805-2014

    • DOI

      10.1007/s00253-014-6278-2

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Isolation of lactic-acid tolerant Saccharomyces cerevisiae from Cameroonian alcoholic beverage2015

    • 著者名/発表者名
      Kubo, R., Ohta, K., Funakawa, S., Kitabatake, N., Araki, S., Izawa, S.
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 118(6) 号: 6 ページ: 657-660

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2014.05.007

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of glucose-6-phosphate dehydrogenase(G6PDH) for vanillin tolerance in Saccharomyces cerevisiae.2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nguyen, S. Kitajima, and S. Izawa
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 118 号: 3 ページ: 263-269

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2014.02.025

    • NAID

      110009857355

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] バイオマス由来発酵阻害物質ストレス下におけるADH7の優先的翻訳とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      石田陽子、T.T.M. Nguyen、井澤真吾
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学、京都
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 酢酸ストレスによる酵母小胞体ストレス応答の誘導2017

    • 著者名/発表者名
      河添希美、木俣行雄、井澤真吾
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学、京都
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧低温プラズマによる真菌殺菌機構に関する研究:protein quality controlに及ぼす影響の解析2017

    • 著者名/発表者名
      糸岡洸樹、木俣行雄、井澤真吾
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学、京都
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Prioritized gene expression in Saccharomyces cerevisiae undere pronounced translation repression caused by severe ethanol stress2016

    • 著者名/発表者名
      S. Izawa
    • 学会等名
      14th International congress on yeasts
    • 発表場所
      Awajishima, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The prioritized expression of BDH2 under bulk translation repression and its contribution to vanillin tolerance in Saccharomyces cerevisiae2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishida, T.T.M. Nguyen, S. Izawa
    • 学会等名
      14th International congress on yeasts
    • 発表場所
      Awajishima, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VIE1, a novel yeast gene that can be preferentially translated in the presence of lignocellulosic biomass conversion inhibitors2016

    • 著者名/発表者名
      T.T.M. Nguyen, S. Izawa
    • 学会等名
      14th International congress on yeasts
    • 発表場所
      Awajishima, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A yeast gene that can be preferentially expressed under translation repression caused by severe ethanol stress2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kato, Y. Yamauchi, S. Izawa
    • 学会等名
      14th International congress on yeasts
    • 発表場所
      Awajishima, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of severe ethanol stress on the septic-localization and morphology of Saccharomyces cerevisiae2016

    • 著者名/発表者名
      S. Homoto, S. Izawa
    • 学会等名
      14th International congress on yeasts
    • 発表場所
      Awajishima, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高濃度エタノールストレス下で優先的に翻訳される遺伝子BTN2の解析2016

    • 著者名/発表者名
      加藤沙枝、山内雪菜、井沢真吾
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第49回研究報告会
    • 発表場所
      シーサイドホテル舞子ビラ神戸、兵庫
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] バニリンによる翻訳抑制ストレス下でのBDH2の優先的発現とその応用2016

    • 著者名/発表者名
      石田陽子、T.T.M. Nguyen、井沢真吾
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第49回研究報告会
    • 発表場所
      シーサイドホテル舞子ビラ神戸、兵庫
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度エタノールによる細胞形態異常とセプチン構成因子の局在変化2016

    • 著者名/発表者名
      穂本聖奈、井沢真吾
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第49回研究報告会
    • 発表場所
      シーサイドホテル舞子ビラ神戸、兵庫
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] エタノールによる翻訳抑制下でも優先的に翻訳される酵母遺伝子の同定とその応用2016

    • 著者名/発表者名
      山内雪菜、井澤真吾
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      北海道 札幌市
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 翻訳ストレス下におけるBDH2の優先的発現とバニリン耐性への寄与2016

    • 著者名/発表者名
      石田燿子、Nguyen Trinh TM, 井澤真吾
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      北海道 札幌市
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 翻訳抑制を誘導する高濃度バニリン存在下で発現する酵母VEP3遺伝子の解析2015

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Trinh TM, 井沢真吾
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      鹿児島県 鹿児島市
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] エタノールおよび発酵関連ストレス下における酵母のmRNA flux2015

    • 著者名/発表者名
      井沢真吾
    • 学会等名
      極限環境生物学会 第16回シンポジウム
    • 発表場所
      京都府 京都市
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エタノールおよび発酵関連ストレス下における酵母のmRNA flux2015

    • 著者名/発表者名
      井沢真吾
    • 学会等名
      極限環境生物学会第16回シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学益川ホール
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 発酵関連ストレス下で優先的に翻訳される遺伝子の探索2014

    • 著者名/発表者名
      Trinh TM Nguyen・山内雪菜・岩城 理・井沢真吾
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第47回研究報告会
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 「発酵・醸造食品の最前線」2015

    • 著者名/発表者名
      北本かつひこ 編 井沢真吾.分担執筆
    • 総ページ数
      282
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Stress Biology of Yeast and Fungi2015

    • 著者名/発表者名
      S. Izawa (ed. Takagi H & Kitagaki H.)
    • 総ページ数
      218
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 京都工芸繊維大学 応用生物学部門 微生物工学研究室 酵母グループ

    • URL

      http://kityeast.wixsite.com/kit-yeast-group

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] KIT yeast group

    • URL

      http://kityeast.wix.com/kit-yeast-group

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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