| 研究課題/領域番号 |
18J01906
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
立岡 美夏子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| キーワード | セルラーゼ / 深海 |
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| 研究実績の概要 |
微生物酵素を用いたセルロース変換技術は、生物資源からの液体燃料・化成品原料の生産の点でも期待されており、律速反応である結晶性セルロースの分解機構を解明することは極めて重要な研究課題である。貧栄養下の過酷な環境に生息する深海微生物に着目することで高結晶性セルロース分解の新たな機構の発見が期待されるが、極限環境微生物は難培養性であることからこれまでセルラーゼの詳細な解析に至っていない。そこで本研究では、難培養性微生物からの新しい酵素の取得方法として、セルロースプレートによる培養技術と異宿主タンパク質発現系によるスクリーニング技術を組み合わせた新たな手法の構築を目指した。初年度においては、海洋研究開発機構で開発したセルロースプレートによる分解活性検出技術を用い、深海由来のセルロース分解菌のスクリーニングを行った。研究船に乗船して沖縄外洋でのサンプリングを行い、複数の菌の分離に成功した。また、極めて新規性の高いセルロース分解菌のドラフトゲノム解析を行い、新規機能未知ドメインを含むセルロース分解酵素を見出し、これらの酵素の異宿主発現について検討を行った。ドラフトゲノム情報からは深海の微生物が特異的なセルロース分解酵素を持つ可能性が示唆されたため、今後は安定的な酵素生産の検討と、詳細な機能解析を行っていく予定である。成果については日本木材学会および日本応用糖質科学会での口頭発表など、国内学会で発表を行った。
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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
初年度においてはセルロースプレートを用いた海洋研究機構独自のスクリーニング技術を習得し、サンプリングから菌のスクリーニングまでを行った。ドラフトゲノムの解析等により、深海由来の微生物がこれまでよく研究されてきたセルロース分解菌とは異なる特徴を持つ酵素群を有することを明らかにした。新規ドメイン構造が見出されるなど、難培養微生物由来の遺伝子資源からの酵素の探索が有用であるという結果を得ている。一方で、深海由来のセルロース分解酵素は分子量が大きく、これまで異宿主発現による安定な酵素生産には成功していない。そこで、来年度はより重点的に、初年度で見出した新規性の高い酵素の異宿主発現の検討に取り組むことで、研究計画を進めていく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
既知の酵素とは異なる特徴を有する酵素について、大腸菌などの宿主では発現が困難であったため、宿主やベクターについて詳細な検討を行い、安定したい宿主発現が行えるような系を確立することを目指す。また、新たに得られた複数のセルロース分解菌について、その酵素の多様性について調べる予定である。
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