出芽酵母における多様性創出ゲノム工学技術の開発

• 研究課題/領域番号: 26660066
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 崇城大学 (2015); 大阪大学 (2014)
• 研究代表者: 原島 俊 崇城大学, 生物生命学部, 教授 (70116086)
• 研究分担者: 杉山 峰崇 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (80379130) ; 笹野 佑 大阪大学, 工学研究科, 助教 (90640194)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 酵母 / ゲノム工学 / ゲノム編集 / 染色体工学 / ゲノム機能 / 育種 / ゲノムの再編成工学 / ゲノム育種 / 多様性創出工学

研究成果の概要

本研究では、申請者らが酵母を材料として、それまでに開発してきた多様な酵母ゲノム工学技術の中で、キーテクノロジーである「染色体任意部位における分断技術」の迅速化・簡便化を目的とした．その結果、従来の分断技術に、近年勃興してきた「ゲノム編集技術」を取り入れる事によって、これまで不可能であった1回の形質転換で4カ所までの同時分断が可能となる革新的な技術を開発することができた．この成果は、ゲノムの多様性を創出するために必要な、多数の人工染色体の創出を、飛躍的に短い時間で達成することができることを意味しており、「多様性創出ゲノム工学」の発展に大きな貢献をする技術であると結論できる．

研究成果

• [雑誌論文] Improved stress resistance and ethanol production by segmental haploidization of the diploid genome in Saccharomyces cerevisiae (2016)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Core regulatory components of the PHO pathway are conserved in the methylotrophic yeast Hansenula polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhou Y, Yuikawa N, Nakatsuka H, Maekawa H, Harashima S, Nakanishi Y, Kaneko Y.
  • 雑誌名: Current Genetics 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of ESBP6 improves lactic acid resistance and production in Saccharomyces cerevisiae. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama M, Akase SP, Nakanishi R, Kaneko Y, Harashima S
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 415-420
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2016.03.010
  • NAID: 40020966107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome-wide construction of a series of designed segmental aneuploids in Saccharomyces cerevisiae (2015)
  • 著者名/発表者名: Natesuntorn W, Iwami K, Matsubara Y, Sasano Y, Sugiyama M, Kaneko Y, Harashima S
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 12510-12526
  • DOI: 10.1038/srep12510
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nuclear localization domains of GATA activator Gln3 are required for transcription of target genes through dephosphorylation in Saccharomyces cerevisiae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Numamoto M, Tagami S, Ueda Y, Imabeppu Y, Sasano Y, Sugiyama M, Maekawa H, Harashima S.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 120 号: 2 ページ: 121-127
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2014.12.017
  • NAID: 110009978121
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Type 2C protein phosphatase Ptc6 participates in activation of the Slt2-mediated cell wall integrity pathway in Saccharomyces cerevisiae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sharmin D, Sasano Y, Sugiyama M, Harashima S.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 119 号: 4 ページ: 392-398
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2014.09.013
  • NAID: 110009942817
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stabilization of mini-chromosome segregation during mitotic growth by overexpression of YCR041W and its application to chromosome engineering in Saccharomyces cerevisiae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sasano Y, Yamagishi K, Tanikawa M, Nakazawa T, Sugiyama M, Kaneko Y, Harashima S.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 119 号: 5 ページ: 526-531
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2014.10.006
  • NAID: 110009962605
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cloning and functional analysis of HpFAD2 and HpFAD3 genes encoding Δ12- and Δ15-fatty acid desaturases in Hansenula polymorpha. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sangwallek, J., Kaneko, Y., Tsukamoto, T., Marui, M., Sugiyama, M., Ono, H., Bamba, T., Fukusaki, E., Harashima, S.
  • 雑誌名: Gene 巻: 533 号: 1 ページ: 110-118
  • DOI: 10.1016/j.gene.2013.09.115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression mechanism of the calcium sensitivity in Saccharomyces cerevisiae ptp2Δmsg5Δ double disruptant involves a novel HOG-independent function of Ssk2, transcription factor Msn2 and the protein kinase A component Bcy1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Lavina, W., Shahsavarani, H., Saidi, A., Sugiyama, M., Kaneko, Y., Harashima, S.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: 117 号: 2 ページ: 135-141
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2013.06.022
  • NAID: 110009804062
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear localization of Haa1, which is linked to its phosphorylation status, mediates lactic acid tolerance in Saccharomyces cerevisiae. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, M., Akase, SP., Nakanishi, R., Horie, H., Kaneko, Y., Harashima, S.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 80 号: 11 ページ: 3488-3495
  • DOI: 10.1128/aem.04241-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome-wide mapping of unexplored essential regions in the Saccharomyces cerevisiae genome: evidence for hidden synthetic lethal combinations in a genetic interaction network. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaboli, S., Yamakawa, T., Sunada, K., Takagaki, T., Sasano, Y., Sugiyama, M., Kaneko, Y., Harashima, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 42 号: 15 ページ: 9838-9853
  • DOI: 10.1093/nar/gku576
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of deletion of different PP2C protein phosphatase genes on stress responses in Saccharomyces cerevisiae. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sharmin, D., Sasano, Y., Sugiyama, M., Harashima, S.
  • 雑誌名: Yeast 巻: 10 号: 10 ページ: 393-409
  • DOI: 10.1002/yea.3032
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多様性創出ゲノム工学技術の開発と微生物育種への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹野 佑、Yeon-Hee Kim、杉山 峰崇、原島 俊
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 92 ページ: 589-592
  • 査読あり
• [学会発表] 出芽酵母プロテインホスファターゼのゲノムサイエンス (2016)
  • 著者名/発表者名: 原島 俊
  • 学会等名: 日本プロテインホスファターゼ研究会 2015 学術集会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所（愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2016-01-29
  • 招待講演
• [学会発表] Genome engineering : perspective and challenges for synthetic biotechnology in yeast (2015)
  • 著者名/発表者名: Harashima S
  • 学会等名: The 27th Annual Meeting of the Thai Society for Biotechnology and International Conference
  • 発表場所: マンダリンホテル（バンコク、タイ）
  • 年月日: 2015-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Improvement of thermotolerance of Saccharomyces cerevisiae for bioethanol production by genome shuffling (2015)
  • 著者名/発表者名: Minetaka Sugiyama, Junyuan Wu, Yu Sasano, Yoshinobu Kaneko, Chuenchit Boonchird, Satoshi Harashima
  • 学会等名: The 27th Annual Meeting of the Thai Society for Biotechnology and International Conference
  • 発表場所: マンダリンホテル（バンコク、タイ）
  • 年月日: 2015-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ゲノムシャフリングによるキシロース発酵性酵母Spathaspora passalidarum の高温耐性化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 笹野 佑、林 真帆、藤原悠人、杉山峰崇、原島 俊
  • 学会等名: 第67回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-26
• [学会発表] Bacillus thuringiensis A297株が生産する2種類の抗菌タンパク質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浴野圭輔、高橋亮太、斉藤浩之、三田光章、岡 拓二、原島 俊、水城英一
  • 学会等名: 第67回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-26
• [学会発表] バイオエタノール生産のためのゲノムシャフリングによる高温耐性酵母の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉山峰崇、呉 俊元、笹野 佑、金子嘉信、原島 俊
  • 学会等名: 第67回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-26
• [学会発表] Improved thermotolerance od Saccharomyces cerevisiae for bioethanol production by genome shuffling (2015)
  • 著者名/発表者名: Minetaka Sugiyama、 Junyuan Wum Yu Sasano、Satoshi Harashima
  • 学会等名: The 32nd International Specialized Symposium on Yeast
  • 発表場所: Perugia Congress Center（Perugia、イタリア)
  • 年月日: 2015-09-13
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR-PCS: An efficient and versatile chromosome splitting technology in yeast (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu Sasano, Koki Nagasawa, Saeed Kaboli, Minetaka Sugiyama, Satoshi Harashima
  • 学会等名: The 27th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology
  • 発表場所: Conference Hall（Levico Terme、イタリア）
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR-PCS：多様な染色体操作が可能な染色体工学技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu Sasano、Koki Nagasawa、Saeed Kaboli、Minetaka Sugiyama、Satoshi Hiroshima
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第48回研究報告会
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
  • 年月日: 2015-08-31
• [学会発表] バイオエタノール生産のためのゲノムシャフリングによる高温耐性酵母の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉山峰崇、呉 俊元、笹野 佑、金子嘉信、原島 俊
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第48回研究報告会
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
  • 年月日: 2015-08-31
• [学会発表] 高温耐性酵母 Hansenula polymorpha による乳酸生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤謙斗、笹野 佑、金子嘉信、原島 俊、杉山峰崇
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第48回研究報告会
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
  • 年月日: 2015-08-31
• [学会発表] CRISPR-PCS法による酵母染色体複数部位の同時分断 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹野 佑、長澤宏器、Saeed Kaboli、杉山峰崇、原島 俊
  • 学会等名: 日本生物工学会第66回大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] ゲノムエンジニアリングによる出芽酵母二倍体ゲノムの部分一倍体化と育種への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 砂田啓輔、Saeed Kaboli、宮本哲也、笹野 佑、杉山峰崇、原島 俊：
  • 学会等名: 日本生物工学会第66回大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] ゲノムシャフリングによる出芽酵母の高温耐性の改良と高温アルコール発酵 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山峰崇、呉 俊元、Badua Mark Anthony A.、笹野 佑、金子嘉信、原島 俊
  • 学会等名: 日本生物工学会第66回大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 高温耐性出芽酵母C3723株におけるCDC19-C遺伝子による高温性獲得機構」 (2014)
  • 著者名/発表者名: Wang Kun、○木村駿太、笹野 佑、杉山峰崇、原島 俊
  • 学会等名: 日本生物工学会第66回大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 酵母を用いた真核生物遺伝子機能の解明とバイオテクノロジーへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原島 俊
  • 学会等名: 日本生物工学会第66回大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] 酵母バイオテクノロジーの発展とともに40年 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原島 俊
  • 学会等名: 第21回酵母合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学 伊藤国際学術研究センター 伊藤謝恩ホール（東京都）
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-04
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム工学技術を用いた出芽酵母新規合成致死遺伝子の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高垣太緒、Saeed Kaboli、砂田啓輔、山川卓也、笹野 佑、杉山峰崇、原島 俊
  • 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（東京都）
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-02
• [学会発表] Segmental haploidization of diploid genome in Saccharomyces cerevisiae and its application to breeding (2014)
  • 著者名/発表者名: Saeed Kaboli、Tetsuya Miyamoto、Keisuke Sunada、Yu Sasano、Minetaka Sugiyama、Satoshi Harashima
  • 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（東京都）
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-02
• [学会発表] 出芽酵母におけるミニ染色体のワンステップ作成技術の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長澤宏器、笹野 佑、Saeed Kaboli、杉山峰崇、原島 俊
  • 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（東京都）
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-02
• [学会発表] 過剰発現で乳酸耐性を付与する出芽酵母転写活性化因子Haa1の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中西良太、堀江仁志、松田祐典、笹野 佑、杉山峰崇、原島 俊
  • 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（東京都）
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-02
• [学会発表] 高温耐性出芽酵母C3723株におけるCDC19-C遺伝子による高温耐性化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村駿太、王 琨、○笹野 佑、杉山峰崇、原島 俊
  • 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（東京都）
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-02
• [学会発表] ゲノムシャフリングによる出芽酵母高温耐性の改良と高温アルコール発酵 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山峰崇、呉 俊元、Badua Mark Anthony A.、中西良太、笹野 佑、金子嘉信、原島 俊
  • 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（東京都）
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-02
• [図書] Mechanism of Yeast Adaptation to Weak Organic Acid Stress : In Stress Biology of Yeasts and Fungi (ed by H. Takagi and H. Kitagaki) (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Sugiyama、 Y. Sasano、 S. Harashima
  • 総ページ数: 218
  • 出版者: Springer
• [図書] Development and application of novel genome engineering technology in Saccharomyces cerevisiae, IN Microbial production -From genome design to cell engineering-, Microbial Production (2014)
  • 著者名/発表者名: Sasano Y, Sugiyama M. Harashima S. (2014)
  • 総ページ数: 555
  • 出版者: Springer,
• [備考] 崇城大学 生物生命学部 応用微生物工学科 原島研究室ホームページ
  • URL: http://rsrch.ofc.sojo-u.ac.jp/sjuhp/KgApp?kyoinId=ymemgkoyggy
• [備考] 大阪大学大学院工学研究科ゲノム機能工学研究室（原島研究室）
  • URL: http://www.bio.eng.osaka-u.ac.jp/mg/