糸状菌二次代謝プロモーターの応用による有用物質生産系の構築と改良

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K01930
• 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: 小池 英明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (90344118)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 二次代謝 / 遺伝子発現制御 / ゲノム情報

研究実績の概要

伝統的発酵産業で使われる麹菌（Aspergillus oryzae）は、対数増殖後に余剰の糖を二次代謝としてコウジ酸に変換する。その変換効率は極めて高く、他化合物の高生産化への応用が期待される。今までにコウジ酸合成酵素のプロモーターを応用して胞子色素ポリケタイドの合成酵素を高発現し、二次代謝生産期での人為的なヘテロ化合物生産に成功した。本研究では、この色素のさらなる生産性向上を目標として、色素およびコウジ酸生産時に機能する遺伝子と代謝を詳細に明らかにして、高生産と相関の高い代謝の知見獲得を目指す。
糸状菌である麹菌は生育が定常期に入った後、培地中に残る余剰グルコースをコウジ酸（KA）に変換する。増殖が終わった後のKA 二次代謝生産は、働く遺伝子も少なく、極めて効率的であり、その結果培地中にKA が大量に蓄積する。麹菌が高生産する２つの二次代謝化合物（コウジ酸KA、色素ポリケタイドYWA）生産時に働く遺伝子、代謝パスを明らかにすることを目標とする。最初にコウジ酸生産条件で、発現遺伝子をRNA-seq 解析した。麹菌を、コウジ酸を生産する条件で培養し、1日毎に菌体を回収し、その菌体内で転写されているmRNAを解析した。同時にコウジ酸を生産しない条件でも培養し、同様にmRNAを解析した。既にRNAのデータは取得していたため、情報科学的に有意に発現が上昇している遺伝子を特定してリスト化した。コウジ酸の生産に直接かかわる3つの遺伝子はもちろんであるが、それ以外にも日によって有意に発現が生産と関連して上昇する遺伝子が見られた。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究所内の管理部門へ出向し、研究を兼務として実施している。そのため申請時と比べて5分の１程度のエフォートを使って研究しているために、当初予想よりは遅れている。

今後の研究の推進方策

研究計画に従って進めるが、兼務でも加速できるように工夫する。分析等で外注などの委託を利用して、時間の節約を図る。結果として消耗品の節約にも効果が出ると考えられる。

次年度使用額が生じた理由

実験で予定していた分が計画の遅れのために次年度の使用として残っている。

次年度使用額の使用計画

平成29年度に使用して計画を進める予定である。