油糧微生物ラビリンチュラの飢餓応答における分子機構の解明と有用脂質生産への応用

• 研究課題/領域番号: 26450092
• 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: 広島大学
• 研究代表者: 秋 庸裕 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (80284165)
• 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: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 脂質生合成 / ラビリンチュラ / オーランチオキトリウム / カロテノイド / 遺伝子発現調節 / 酵素機能 / 脂質 / 高度不飽和脂肪酸 / 炭化水素

研究成果の概要

海洋性真核微生物ラビリンチュラ類オーランチオキトリウム属において、アスタキサンチンなどの抗酸化性カロテノイドの生産特性とトランスクリプトーム解析の結果から推察されたストレス応答性に関する分子機構の解明を目的とした。カロテノイドの生成量を決定づけるβ-カロテン合成酵素CrtIBYの機能ドメイン破壊株を解析したところ、ドメイン間での協同作用は見いだされなかった。同酵素の遺伝子発現調節機構を詳細に調べるため、ルシフェラーゼレポーターシステムを構築して解析したところ、培養後期に亢進する発現様式が再現できた。

研究成果

• [雑誌論文] Decomposition kinetics of uronic acids obtained from kelp under hydrothermal condition (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Mohamad, T. Aki, Y. Nakashimada, Y. Okamura, T. Tajima, Y. Matsumura
  • 雑誌名: J. Energy Inst. 巻: 90 号: 2 ページ: 185-190
  • DOI: 10.1016/j.joei.2016.02.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水熱条件下におけるソルビトールの分解速度 (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Mohamad, T. Aki, Y. Nakashimada, Y. Okamura, T. Tajima, Y. Matsumura
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｊａｐａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ 巻: 59 号: 4 ページ: 149-154
  • DOI: 10.1627/jpi.59.149
  • NAID: 130005262959
  • ISSN: 1346-8804, 1349-273X
  • 年月日: 2016-07-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] 海洋底泥に固定化された酢酸資化メタノジェンを用いた塩環境下での酢酸からの高効率メタン発酵 (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Kita, K. Kobayashi, T. Miura, Y. Okamura, T. Aki, Y. Matsumura, T. Tajima, N. Nishio, Y. Nakashimada
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｊａｐａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ 巻: 59 号: 1 ページ: 9-15
  • DOI: 10.1627/jpi.59.9
  • NAID: 130005132819
  • ISSN: 1346-8804, 1349-273X
  • 年月日: 2016-01-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decomposition Kinetics of Mannose, Its Sugar Alcohol, and Its Uronic Acid under Hydrothermal Condition (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Mohamad, T. Aki, Y. Nakashimada, Y. Okamura, T. Tajima, Y. Matsumura
  • 雑誌名: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 巻: 49 号: 7 ページ: 663-667
  • DOI: 10.1252/jcej.15we164
  • NAID: 130005165842
  • ISSN: 0021-9592, 1881-1299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of amino acid residues that determine the substrate specificity of mammalian membrane-bound front-end fatty acid desaturases (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe, M. Ohno, M. Taguchi, S. Kawamoto, K. Ono, T. Aki
  • 雑誌名: J. Lipid Res. 巻: 57 号: 1 ページ: 89-99
  • DOI: 10.1194/jlr.m064121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of bacterium producing lipid from short-chain fatty acids (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Okamura, S. Nakai, M. Ohkawachi, M. Suemitsu, H. Takahashi, T. Aki, Y. Matsumura, T. Tajima, Y. Nakashimada, M. Matsumoto
  • 雑誌名: Bioresour. Technol. 巻: 201 ページ: 215-221
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2015.11.040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Acyl-CoA Derivatized with Butylamide for <i>in vitro</i> Fatty Acid Desaturase Assay (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe, M. Ohno, T. Aki
  • 雑誌名: Journal of Oleo Science 巻: 65 号: 2 ページ: 161-167
  • DOI: 10.5650/jos.ess15257
  • NAID: 130005121698
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dysgonomonas alginatilytica sp. nov., a novel alginate-degrading bacterium isolated from microbial consortium (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Kita, T. Miura, S. Kawata, K. Yamaguchi, Y. Okamura, T. Aki, Y. Matsumura, T. Tajima, J. Kato, Y. Nakashimada
  • 雑誌名: Int. J. Sys. Evol. Microbiol. 巻: 65 号: Pt_10 ページ: 3570-3575
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.000459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semi-continuous methane production from undiluted brown algae using a halophilic marine microbial community (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Miura, A. Kita, Y. Okamura, T. Aki, Y. Matsumura, T. Tajima, J. Kato, Y. Nakashimada
  • 雑誌名: Bioresour. Technol. 巻: 200 ページ: 616-623
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2015.10.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavior of Organics in Kelp during Hydrothermal Pretreatment: Fundamental Characteristics and Effect of Salt (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto R., Aki T., Okamura Y., Tajima T., Nakashimada Y., Matsumura Y.
  • 雑誌名: 日本エネルギー学会誌 巻: 93 号: 5 ページ: 531-535
  • DOI: 10.3775/jie.93.531
  • NAID: 130004541074
  • ISSN: 0916-8753, 1882-6121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic analysis of positional distribution of fatty acids in solid fat by 1,3-selective transesterification with Candida antarctica lipase B (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y., Sato S., Sera S., Sato C., Yoshinaga K., Nagai T., Sato R., Iwasaka H., Aki T.
  • 雑誌名: J. Am. Oil Chem. Soc. 巻: 91 号: 8 ページ: 1323-1330
  • DOI: 10.1007/s11746-014-2481-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of marine sediments as microbial sources for methane production from brown algae under high salinity (2014)
  • 著者名/発表者名: Miura T., Kita A., Okamura Y., Aki T., Matsumura Y., Tajima T., Kato J., Nakashimada Y.
  • 雑誌名: Bioresour. Technol. 巻: 169C ページ: 362-366
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2014.07.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Value-added lipid production from brown seaweed biomass by two-stage fermentation using acetic acid bacterium and thraustochytrid (2014)
  • 著者名/発表者名: Arafiles K.H.V., Iwasaka H., Eramoto Y., Okamura Y., Tajima T., Matsumura Y., Nakashimada Y., Aki T.
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol. 巻: 98 号: 22 ページ: 9207-9216
  • DOI: 10.1007/s00253-014-5980-4
  • 査読あり
• [学会発表] Effective utilization of marine biological resources for production of value-added lipids (2016)
  • 著者名/発表者名: K.H.V. Arafiles, K. Watanabe, Y. Okamura, T. Tajima, Y. Matsumura, Y. Nakashimada, T. Aki
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Molecular Sciences
  • 発表場所: Manila, Philippines
  • 年月日: 2016-12-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Bioconversion of marine biomass into value-added lipids by marine thraustochytrids (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe, K.H.V. Arafiles, Y. Okamura, T. Tajima, Y. Matsumura, Y. Nakashimada, T. Aki
  • 学会等名: 12th International Symposium on Biocatalysis and Agricultural Biotechnology
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Bioconversion of marine and industrial biomass for production of value-added lipids and terpenoids (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Aki
  • 学会等名: 45th Philippine Society for Microbiology Annual Convention and Scientific Meeting and 7th Asia Pacific Biotechnology Congress
  • 発表場所: Vigan, Philippines
  • 年月日: 2016-07-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Production of biomethane and functional lipids from marine macroalgae (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Aki, K.H.V. Arafiles, K. Watanabe, Y. Okamura, T. Tajima, Y. Nakashimada, Y. Matsumura
  • 学会等名: 107th American Oil Chemists' Society Annual Meeting & Expo
  • 発表場所: Salt Lake City, UT, USA
  • 年月日: 2016-05-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] バイオマスと有用油脂の生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 秋 庸裕
  • 学会等名: 第37回広島大学バイオマスイブニングセミナー
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2015-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] Bioconversion of marine biomass for production of valuable lipids (2015)
  • 著者名/発表者名: K.H.V. Arafiles, R. Sato, A. Nagano, Y. Eramoto, A. Oda, R. Higashi, H. Iwasaka, K. Watanabe, Y. Okamura, T. Aki
  • 学会等名: 11th International Symposium on Biocatalysis and Agricultural Biotechnology
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 2015-09-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 海洋バイオマスの利用とラビリンチュラによる油脂生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 秋 庸裕
  • 学会等名: ラビリンチュラ・シンポジウム～オーランチオキトリウムとその仲間たちの生物学と産業応用
  • 発表場所: 東京・日本科学未来館
  • 年月日: 2015-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] Lipid production from seaweed biomass by two-stage fermentation (2014)
  • 著者名/発表者名: Arafiles KHV, Eramoto Y, Iwasaka H, Okamura Y, Matsumura Y, Nakashimada Y, Aki T
  • 学会等名: 10th International Symposium on Biocatalysis and Agricultural Biotechnology
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2014-10-30
  • 招待講演
• [学会発表] Production of functional lipids using marine resources (2014)
  • 著者名/発表者名: Aki T.
  • 学会等名: 1st Asian Conference on Oleo Science
  • 発表場所: Royton Sapporo, Sapporo, Japan
  • 年月日: 2014-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] Utilization of seaweed biomass for functional lipid production (2014)
  • 著者名/発表者名: Arafiles K., Eramoto Y., Iwasaka H., Okamura Y., Matsumura Y., Nakashimada Y., Aki T.
  • 学会等名: 105th American Oil Chemists' Society Annual Meeting & Expo
  • 発表場所: San Antonio, TX, USA
  • 年月日: 2014-05-06
  • 招待講演
• [図書] バイオマスエネルギーの技術と市場 (2016)
  • 著者名/発表者名: 冷牟田修一、秋 庸裕
  • 総ページ数: 256
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/aki
• [産業財産権] カロテノイド組成物、カロテノイド組成物の製造方法、カロテノイド組成物を生産する微生物 (2017)
  • 発明者名: 秋 庸裕、渡邉研志、東 莉沙、上原莉世、松山恵介
  • 権利者名: 長瀬産業株式会社・国立大学法人広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017-01-24
• [産業財産権] カロテノイド合成酵素およびその利用 (2014)
  • 発明者名: 秋 庸裕、岩坂宏明、佐藤矩行、小柳 亮
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学、学校法人沖縄科学技術大学院大学学園
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-133368
  • 出願年月日: 2014-06-27