| 研究課題/領域番号 |
17H03465
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
田中 剛 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20345333)
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| 研究分担者 |
吉野 知子 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30409750)
前田 義昌 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30711155)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 微細藻類 / 有用物質生産 / オイルボディ / プロスタグランジン / アラキドン酸 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、オイル生産微細藻類Fistulifera solarisが有するオルガネラ、オイルボディへの疎水性化合物の輸送を可能とする“オイルボディ工学”を活用することで、医薬品原料（プロスタグランジン類）製造プロセスの開発を目的とする。
平成30年度においては、前駆体であるC20脂肪酸（アラキドン酸、およびエイコサペンタエン酸）をプロスタグランジン類に変換する酵素であるシクロオキシゲナーゼの遺伝子をF. solarisに導入した。導入したシクロオキシゲナーゼ遺伝子は、高いプロスタグランジン生産性を示す紅藻オゴノリに由来し、緑色蛍光タンパク質（GFP）との融合タンパク質として発現させた。シクロオキシゲナーゼの組み換え発現は、形質転換体株の蛍光顕微鏡観察、およびウェスタンブロッティングにより確認した。得られた形質転換体株の内、シクロオキシゲナーゼの発現が良好な株について、免疫測定法、および質量分析法によりプロスタグランジン類の生産の有無を確認した。その結果、F. solaris野生株では確認されなかったプロスタグランジン類の生産が、シクロオキシゲナーゼ発現株において確認された。質量分析法により、アラキドン酸、およびエイコサペンタエン酸のいずれのC20脂肪酸を前駆体とするプロスタグランジン類も検出された。以上のように、シクロオキシゲナーゼ遺伝子の導入により、プロスタグランジン生合成用ホストの作出に成功した。さらに脂肪酸合成経路に関係するデサチュラーゼ遺伝子などを導入することで、プロスタグランジン類の前駆体であるC20脂肪酸の含有率を増加させることにも成功している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成30年度において、当初予定していたF. solarisへのシクロオキシゲナーゼ遺伝子の導入によるプロスタグランジン生合成用ホストの作出に成功した。生産されるプロスタグランジ類の定性、および定量解析を進めており、作出したプロスタグランジン生合成用ホストの評価が順調に行われている。さらに、来年度に実施を予定している、プロスタグランジン類の前駆体となる高度不飽和脂肪酸の合成経路の場である小胞体へのシクロオキシゲナーゼの特異的発現に向けて、小胞体シグナルペプチドを融合したシクロオキシゲナーゼ遺伝子を導入した形質転換体株の作出を行っている。以上のことにより、本研究はおおむね順調に進んでいると判断している。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成31年度は、F. solarisを用いた効率的なプロスタグランジン生産プロセスの開発を行う。具体的には、平成30年度においてF. solaris内に組み換え発現させたオゴノリ由来シクロオキシゲナーゼに、小胞体局在シグナルペプチドを融合し発現させる。これにより、シクロオキシゲナーゼを小胞体に局在化させることができると期待される。これまでの解析から、小胞体はプロスタグランジン類の前駆体となる高度不飽和脂肪酸の合成経路の場であることが示唆されている。このことから、シクロオキシゲナーゼを小胞体に特異的に発現させることで、より効率的なプロスタグランジン類の生産が可能になると考えられる。藻体からのプロスタグランジンの検出には免疫測定法、および質量分析法による解析を採用する。生産されたプロスタグランジンを定量し、小胞体局在シグナルペプチドの融合が、プロスタグランジンの生産性に与える影響を評価する。また、藻体からのプロスタグランジン抽出法を複数検討することにより、生産されたプロスタグランジンが微細藻類細胞のどの区画（コンパートメント）に局在するか推定する。さらに、組み換え微細藻類の培養条件の検討も併せて実施し、統合的なプロスタグランジン生産プロセスの開発を実現する。
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