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逆進化ゲノム株と構造遺伝子内発現調節を用いた生合成リデザイン

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 17H05457
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

北川 航  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60415669)

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Rhodococcus / 逆進化ゲノム / P450 / 応用微生物 / バイオテクノロジー / ゲノム
研究実績の概要

生合成リデザインで用いる宿主ロドコッカス放線菌の一連の逆進化株(v1-v11)についてこれまでにv8が最も生育速度や細胞凝集性の観点から利用しやすい株であると判断していたが、その遺伝的要因は解析の余地を残していた。これらの株について野性型も含めRNA-seq解析を行ったところ、ある遺伝子(領域)が本宿主の生育や遺伝子発現に大きな影響を及ぼし、その遺伝子のコントロールによって遺伝子発現量を大幅に増大させる応用性がある事を明らかにした。この遺伝子領域の詳細については解析中であるが、ゲノム中に少なくとも2ヶ所、そのような影響を及ぼす領域が存在し、この有無によって生育速度も変化する事が明らかになった。これらの情報は放線菌において新しい宿主株を創成する強力な基盤情報となるため、引き続き詳細について研究を進める予定。
またP450ライブラリを増強する計画では、環境メタゲノム情報からP450を抽出し、それをクローニングする手法を初めて取り入れた。現在ある1つの環境からのメタゲノムのみ成功しているが、40Mから約20のP450を抽出し、現在までに17についてクローニングを行う事が出来た。40Mの配列情報から20遺伝子とは非常に高い確率・効率であり、本手法が十分有効で効果的である事を初めて証明した。また環境微生物の単離株からのP450遺伝子回収については海綿由来放線菌をターゲットにし、十数株の純菌ゲノムをまとめて配列解析をすることを試み、現在も進行中でる。

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

    (6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 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Developing a codon optimization method for improved expression of recombinant proteins in actinobacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Saito, Wataru Kitagawa, Toshitaka Kumagai, Naoyuki Tajima, Yoshiyuki Nishimiya, Koichi Tamano, Yoshiaki Yasutake, Tomohiro Tamura, Tomoshi Kameda
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 印刷中

    • 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] Genome Sequence of Rhodococcus erythropolis Type Strain JCM 32012019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Keitaro、Kitagawa Wataru、Ishiya Koji、Mitani Yasuo、Nakashima Nobutaka、Aburatani Sachiyo、Tamura Tomohiro
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 号: 14

    • DOI

      10.1128/mra.01730-18

    • NAID

      120006630540

    • 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] Identification of a novel bacteriocin-like protein and structural gene from Rhodococcus erythropolis JCM 2895, using suppression-subtractive hybridization2018

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Wataru、Mitsuhashi Shinya、Hata Miyako、Tamura Tomohiro
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: 71 号: 10 ページ: 872-879

    • DOI

      10.1038/s41429-018-0078-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Rhodococcus erythropolisを用いた遺伝子配列改変によるタンパク質発現調節法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      田島 直幸、北川 航、齋藤 裕、西宮 佳志、玉野 孝一、安武 義晃、田村 具博、亀田 倫史
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌ロドコッカス属における遺伝子配列改変による発現調節の解析2018

    • 著者名/発表者名
      田島 直幸、北川 航、齋藤 裕、西宮 佳志、玉野 孝一、安武 義晃、田村 具博、亀田 倫史
    • 学会等名
      第7回 生命医薬情報学連合大会 (IIBMP 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 逆進化ゲノム手法による新規宿主放線菌株の創出2017

    • 著者名/発表者名
      北川 航
    • 学会等名
      第12回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 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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