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合成生物学における耐性・輸送工学を用いた効率的なアルカロイド分泌生産系の開発

公募研究

研究領域生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学
研究課題/領域番号 17H05453
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関神戸薬科大学

研究代表者

士反 伸和  神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (20547880)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードアルカロイド / 合成生物学 / 輸送工学 / トランスポーター
研究実績の概要

昨年度に続き、レチクリン生産性大腸菌およびスチロピン生産性酵母に輸送体を導入した菌株の解析を行った。
レチクリン生産性大腸菌においては、生産を誘導する際の培地、OD、IPTG濃度などの条件を検討した上で、最終的な条件を決定した。その条件において、IPTGでレチクリン生産および輸送体の誘導を行い、UPLC-MSにより培地および細胞内のレチクリン量を定量した。その結果、輸送体Aを発現させた際に、レチクリン生産性が向上することが示唆された。
スチロピン生産性酵母においては、形質転換体の作出法を確立し、ジェネティシン含有培地で効率的に形質転換体を得られるようにした。その上で、コロニーPCRなどにより遺伝子導入が確認できた菌を用いて、スチロピン生産性を検討した。酵母においても、MM、BM、 BMMYなど複数の培地を検討し、またメタノール誘導後のタンパク発現の条件検討などを行い、系の確立を行った。決定した系でスチロピン生産性の菌体を処理し、生成したスチロピン量をUPLC-MSで定量比較したところ、輸送体Bを発現させた際に、スチロピン生産性が有意に上昇することが示唆された。
以上の結果は、合成生物学(生合成工学)における輸送体の重要性を示唆しており、さまざまな生合成系において、適切な輸送体を選択、発現させることで生産性の向上に繋がる可能性が示された。これら研究をさらに進め、輸送工学の発展に寄与していきたい。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Transcriptome analysis of Petunia axillaris flowers reveals genes involved in morphological differentiation and metabolite transport2018

    • 著者名/発表者名
      Ikuko Amano, Sakihito Kitajima, Hideyuki Suzuki, Takao Koeduka, Nobukazu Shitan
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 13 号: 6 ページ: e0198936-e0198936

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0198936

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of constituents isolated from the bark of Cassipourea malosana and their cytotoxicity against a human ovarian cell line2018

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Yumi、Noda Yuki、Nakatani Noriyoshi、Shitan Nobukazu、Sudo Tamotsu、Kato Atsushi、Chalo Mutiso Patrick B.
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 73 号: 1 ページ: 289-296

    • DOI

      10.1007/s11418-018-1254-2

    • NAID

      40021790381

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Crotalaria juncea metal transporter CjNRAMP1 has a high Fe uptake activity, even in an environment with high Cd contamination2018

    • 著者名/発表者名
      Tsugumi Nakanishi-Masuno, Nobukazu Shitan, Akifumi Sugiyama, Kojiro Takanashi, Shoko Inaba, Shuji Kaneko, Kazufumi Yazaki
    • 雑誌名

      International Journal of Phytoremediation

      巻: 20 号: 14 ページ: 1427-1437

    • DOI

      10.1080/15226514.2018.1501333

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Transporters of secondary metabolites ―Identification, characterization, and possible application to synthetic biology―2019

    • 著者名/発表者名
      士反伸和
    • 学会等名
      第60回植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 合成生物学における耐性・輸送工学を用いた効率的なアルカロイド分泌生産系の開発2018

    • 著者名/発表者名
      士反伸和
    • 学会等名
      生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学、第5回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 薬用植物における二次代謝輸送機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      士反伸和
    • 学会等名
      第8回バイオシグナル研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二次代謝産物の輸送体研究 ~これまでとこれから~2018

    • 著者名/発表者名
      士反伸和
    • 学会等名
      第7回二次代謝フロンティア研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アルカロイド耐性・輸送体タンパク質を用いた効率的なアルカロイド生産系の検討2018

    • 著者名/発表者名
      炭田 奈々、山田 泰之、大木 秀浩、松井 治幸、潤井 みや、南 博道、佐藤 文彦、士反 伸和
    • 学会等名
      日本薬学会 第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 輸送工学を用いた効率的なアルカロイド生産系の開発2017

    • 著者名/発表者名
      大木 秀浩、炭田 奈々、南 博道、佐藤 文彦、士反 伸和
    • 学会等名
      第12回トランスポーター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タバコ根におけるニコチントランスポーターJAT1 の細胞内局在の解析2017

    • 著者名/発表者名
      士反 伸和、津山 濯,林田 南帆、高部 圭司,矢崎 一史
    • 学会等名
      第12回トランスポーター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 基礎から学ぶ植物代謝生化学2018

    • 著者名/発表者名
      水谷 正治、士反 伸和、杉山 暁史
    • 総ページ数
      328
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      4758120900
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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