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本研究では増殖と生産を独立して制御可能な微生物を構築し炭素収率を向上させることを目指す。本年度は、Dahms pathwayと並行してWeimberg Pathwayの導入も行った。Dahms pathwayは解糖系を通らずにピルビン酸およびグリオキシル酸を生産し微生物を増殖させることができる。Weimberg Pathwayは2-ケトグルタル酸を生産し、同様に増殖させることができる。これらの菌株の構築およびその特性を解析した。昨年度と同様、経路を遮断していくにつれ微生物の増殖が低くなることが予想されたが、予想と反していくつかの菌株においては増殖が向上するものも見られた。代謝経路の遮断により他の経路の活性がが行われたと思われる。一方で、増殖が進むにつれてキシロン酸の蓄積が見られた。このキシロン酸はpH低下等により培養にダメージを与えるため、経路全体を通して増殖を最適化することが重要であることが示唆された。これらの株において、キシロース資化経路および炭素源にグルコースおよびキシロースの両方が存在する時にのみ増殖を示したことから、目的どおりの菌株を構築することに成功した。この株を用いてジオール生産を行ったところ、収率を向上させることに成功した。特に、これまで嫌気条件が必要であった化合物に対して、本技術を用いることで好気条件においても物質生産が可能であることを示した。今後はこの菌株を用いて他の物質生産も進めていくとともに、全体の最適化を行う予定である。
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