| 研究課題/領域番号 |
18K19169
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
折田 和泉 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70525964)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2022-03-31
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| キーワード | メタノー資化性菌 / 代謝改変 |
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| 研究実績の概要 |
メタノール資化性菌のモデル微生物であるMethylorubrum extorquens はメタノールを炭素源にして生育中、生分解性ポリエステルであるポリヒドロキシアルカン酸（PHA）を体内に蓄積するが、PHA生産経路を強化するとメタノール生育能が低下することが問題となっている。そこで本研究は本菌の物質生産経路とメタノール資化経路を分離するために、PHAをはじめとした物質生産経路として利用可能なメタノール中央代謝経路を破壊した株においてメタノール資化能を相補させるための代替資化経路の構築を目的としている。
2019年度までに、Methylorubrum extorquensのメタノール中央代謝破壊株内で代替となるメタノール資化経路の鍵酵素を導入した株を構築し、メタボローム解析を実施した。さらに、代替資化経路導入株内でペントースリン酸経路またはペントースリン酸経路の酵素遺伝子の発現を試みた。
これまでに、これら組換え株について、導入遺伝子産物の検証、メタノール消費量測定、メタボーム解析を実施した。その結果、ペントースリン酸経路強化株においては導入した遺伝子の発現を確認することができなかった。一方で、解糖系の遺伝子産物は活性レベルが顕著に増加していた。また、代替資化経路導入株と比較してメタノール消費速度が上昇していたが、メタボローム解析から予想に反して各種糖リン酸濃度が低下していることが明らかになった。
また、本菌が保持する希土類元素依存のメタノールデヒドロゲナーゼを機能発現させるためにこれまで構築した組換え株をランタンイオン添加条件で培養したが、メタノール生育は観察されなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究の重要な育種戦略であるσ70をコードするrpoD遺伝子にランダム変異を導入することで包括的に代謝バランスを変化させる「包括的転写機構改変」について前年度までにスクリーニング系を構築できたものの、コロナウイルス感染症による研究中断もあり、今年度はスクリーニングを十分に進めることができなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまで得られたメタボローム解析の結果から強化する遺伝子の選抜し、組換え株の再構築を進める。さらに、構築した菌株に包括的転写機構改変を適用し、実験室内進化実験を進めることでメタノール生育能を相補した株の取得を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウィルス感染症による研究中断のため、当初予定した実験が実施できなかったため。
次年度使用分は遺伝子組換えのための試薬、プラスチックやガラス機器、メタノール濃度分析用カラムといった消耗品の購入のために使用する。
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