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2016 年度 実績報告書

微小反応場としての大腸菌フロックの形成制御と機能化

研究課題

研究課題/領域番号 15K18275
研究機関大阪市立大学

研究代表者

尾島 由紘  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (20546957)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードフロック / 大腸菌 / 反応場 / エタノール生産 / Tsf / タンパク質修飾
研究実績の概要

前年度に構築した大腸菌のフロック形成制御手法に基づき,モデル系としてエタノール生産大腸菌であるKO11を対象として,連続回分反応において形成したフロックによる沈降濃縮操作を行い,生産速度が約2倍に向上することを試験管レベルで実証した.さらに1Lのジャーファーメンター培養にスケールアップし,同様に沈降濃縮操作により生産速度が増加することを確認することでき,フロック形成が大腸菌を用いた有用物質生産において生産効率を向上させることを示せた。
また前年度までの結果から,フロックの主構成成分はタンパク質であること,さらにLC-MS/MS解析により,翻訳因子の1つであるElongation factor Ts (Tsf)と呼ばれるタンパク質の存在比率が最も高いことを確認していた.そこで本年度は,TsfにGFPを融合して発現させ,フロック上における融合タンパク質の修飾を試みた.共焦点レーザー顕微鏡によって観察した結果,フロック上に融合タンパクの発現が確認でき,特にGFPの緑色蛍光は菌体が存在しない領域も含めたフロック構造全体にわたって確認された.このことから,Tsf-GFPは菌体の外側にも排出され,フロック表面上に固相分泌発現されていると考えられた.一方で,tsfを融合せずGFPのみを発現した場合には,菌体内のみにGFPが局在している様子が確認された.この結果はウエスタンブロッティングによる定量解析によっても裏付けられ,翻訳因子Tsfと融合することで,大腸菌フロック上におけるタンパク質修飾が可能であることが実証された.
得られたこれらの研究結果は,大腸菌フロック形成を利用した物資生産における効率化や,フロックの更なる高機能化の実現に向けて大きな意義を持つものである.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Antibiofilm effect of warfarin on the biofilm formation of Escherichia coli promoted by antimicrobial treatment2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ojima, Shota Nunogami, Masahito Taya
    • 雑誌名

      Journal of Global Antimicrobial Resistance

      巻: 7 ページ: 102-105

    • DOI

      10.1016/j.jgar.2016.08.003.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Floc formation of ethanol producing Escherichia coli KO11 cells and its application to repeated batch operation2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ojima, Shotaro Takeda, Masahito Taya
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: 49 ページ: 793-798

    • DOI

      org/10.1252/jcej.16we040

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Ethanol production by changing the redox status in Escherichia coli2017

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi Fernanda Miyuki
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都・江東区)
    • 年月日
      2017-03-07 – 2017-03-07
  • [学会発表] 大腸菌フロック表面での組換えタンパク質固相発現2017

    • 著者名/発表者名
      尾島 由紘
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都・江東区)
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-06
  • [学会発表] 大腸菌フロック上での組換えタンパク質固相発現系の構築2016

    • 著者名/発表者名
      尾島 由紘
    • 学会等名
      日本生物工学会大会平成28年度大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [学会発表] 大腸菌フロックを利用した新規組み換えタンパク質分泌生産2016

    • 著者名/発表者名
      布上 翔太
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-07
  • [学会発表] Metabolic engineering of Escherichia coli with cofactor regeneration system for ethanol production2016

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi Fernanda Miyuki
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-07
  • [学会発表] 沈降性大腸菌を用いたファーメンターでのエタノール生産2016

    • 著者名/発表者名
      武田 祥太朗
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-07

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公開日: 2018-01-16  

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