| 研究課題/領域番号 |
18K05394
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
後藤 正利 佐賀大学, 農学部, 教授 (90274521)
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| 研究分担者 |
小林 元太 佐賀大学, 農学部, 教授 (40291512)
二神 泰基 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (60512027)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | Aspergillus luchuensis / Citric acid / Organic acid transporter / carrier protein / Aspergillus |
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| 研究実績の概要 |
白麹菌 (Aspergillus kawachii) は焼酎の製造に用いられ、菌体外に多量にクエン酸を生産する。また、黒麹菌に近縁な黒カビ(A. niger)は、クエン酸の生産菌として工業生産現場で利用されている。これらのAspergillus 属糸状菌によるクエン酸の高生産機構については、クエン酸高生産の意義も含め、永年の研究にもかかわらず謎のままである。本研究では、白麹菌のクエン酸高生産機構を明らかにするために、特にクエン酸生合成系の最終段階である細胞膜からの細胞外へのクエン酸の排出に関与する輸送体に注目して、その輸送体タンパク質をコードする遺伝子の同定を目的とする。
本年度は以下の研究を実施した。白麹菌、黄麹菌の遺伝子発現データを利用したGO解析による細胞膜クエン酸輸送タンパク質をコードする遺伝子の推定を行い、14の推定遺伝子の遺伝子破壊を行なった。破壊株の有機酸生産性を調べたところ、AAKAW_03290遺伝子破壊株においてクエン酸生産量が野生株に比べ有意に減少した。一方、2018年4月23日にD. I. Odoni らによってAspergillus niger のcitrate exporter の同定についての論文がbioRxivにて報告された。Aspergillus niger のcitrate exporterのA. kawachii でのortholog AKAW_07989遺伝子を破壊して、クエン酸生産量を野生株と比較した。その結果、菌体量あたりのクエン酸生産量を比較したところ，AKAW_07989の破壊により野生株の約1％に低下した。
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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
白麹菌のクエン酸生産誘導条件下での遺伝子発現データ及びクエン酸を大量には生産しない黄麹菌の遺伝子発現データを利用して、GO解析により、クエン酸輸送体遺伝子を推定した。そのうち14の遺伝子の白麹菌破壊株を構築した。6株の有機酸の生産量を野生株と比較した結果、AAKAW_03290遺伝子破壊株においてクエン酸生産量が有意に低下した。一方、Aspergillus niger のcitrate exporterのA. kawachii でのortholog AKAW_07989遺伝子を破壊して、クエン酸生産量を野生株と比較した。その結果、菌体量あたりのクエン酸生産量を比較したところ，AKAW_07989の破壊により野生株の約1％に低下した。AKAW_07989破壊による生育の遅延は認められず、AKAW_07989が主要なクエン酸輸送体であることが示唆された。
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| 今後の研究の推進方策 |
14遺伝子の破壊株のうち、クエン酸生産量の確認ができていない破壊株のクエン酸生産量の確認を行い、クエン酸の生産に特異的に影響をおよぼす遺伝子が見出されれば、以下の遺伝子と同様の実験をおこなう。
クエン酸輸送体と推定された遺伝子AAKAW_03290とAKAW_07989の破壊株の代謝物量の確認、クエン酸輸送体の細胞内局在性の確認、高発現株の構築とクエン酸生産量の確認を行うことで、クエン酸輸送体を同定する。
また、さきの研究でイタコン酸生産能を獲得した白麹菌を構築したが、クエン酸輸送体欠損によるイタコン酸生産能の増強が可能か否かを検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験計画が順調に進行したため、当初予定した計画がうまくいかない場合の対応のための物品購入を見送ったため、次年度使用額が生じた。次年度では、使用量が多く不足している試薬の補填に使用する。
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