| 研究課題/領域番号 |
19K05174
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| 研究機関 | 第一薬科大学 |
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研究代表者 |
田畠 健治 第一薬科大学, 薬学部, 准教授 (80312263)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | エネルギー代謝 / 熱 |
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| 研究実績の概要 |
微生物が有機化合物の代謝により得るエネルギーは、最終的にバイオマスと熱エネルギーへと変換される。そのため、微生物の熱エネルギー生産を制御することによりバイオマスの生産量の制御が可能となる。バイオマス生産を伴わないエネルギー消費である浪費回路の制御は、微生物の熱エネルギー代謝の制御につながると考えられる。そこで、本申請では、マイクロカロリーメーターを用いた微生物の代謝による発熱の詳細な測定と、合成生物学的手法による浪費回路の調節により、微生物のエネルギー代謝を制御する方法論を確立することを目的としている。これまでに、発熱量を指標とした微生物の探索を行い、生育温度により浪費回路による発熱量が変化する微生物（P. putida KT1401）を単離した。また、この微生物の浪費回路を介した発熱には、尿素サイクル中の酵素Ornithine carbamoyltransferase (OCT)が関与していることが示唆されている。そこで、今年度はP. putida KT1401株のOCT遺伝子及びその調節機構について明らかにするために、P. putida KT1401株の遺伝子解析を行った。また、P. putida KT1401以外の微生物として、P. fluorescens PAO1株の野生株の発熱量測定を行い、sn-Glycerol-3-Phosphate Dehydrogenasの欠損により熱エネルギー生産量が増加することを明らかにしている。また、P. fluorescens PAO1株の多剤薬剤耐性株についても発熱量の測定を行ったところ、多剤耐性の獲得により、エネルギー生産量が低下することが分かった。これらのP.fuorescence PAO1株の結果から、P. putidaの遺伝子改変により熱エネルギー生産の制御可能であることが示唆された。
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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
本申請では、浪費回路による発熱量が変化する微生物であるP. putida KT1401が持つOCTの遺伝子を、浪費回路をもたない微生物（P. putida TK2440）に導入することを試みている。P. putida KT1401株の遺伝子解析については予定通り進行している。しかしながら、P. putida TK2440株の菌体内でのOCTの活性が確認できていないため、当初の予定より進行が遅れていると判断している。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り、P. putida TK2440へのOTC遺伝子の発現と発熱量の測定を継続して行い、P.putida KT1401株の浪費回路の解明と、P. putida TK2440の発熱量制御を目指す。また、P.fluorescens で得れられた結果を基に、遺伝子改変を行い、P.putidaの発熱量の制御を試みる
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| 次年度使用額が生じた理由 |
申請計画では、初年度に遺伝子導入用の機器を購入予定であったが、申請額より減額されたため本年度の購入を見送った。そのため、来年度の予算と合わせて設備をそろえることを計画している。また、当初参加を計画していた学会が開催されなかったため、旅費の利用もなかったが、今年度は国際学会などへの参加を計画している。
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