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2021 年度 実績報告書

酸による遺伝子発現誘導システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05797
研究機関石川県立大学

研究代表者

中川 明  石川県立大学, 生物資源環境学部, 講師 (10573107)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード酸誘導 / プロモーター / 発現制御 / 合成生物学
研究実績の概要

酸誘導性を観察するにあたって、LacZ Assay系を構築した.当初、結果が振れていたが、Assayに用いる培養液量を増やすことにより、安定的な結果が得られるようになった.最初にgadB遺伝子の酸誘導性について観察を行った.gadB遺伝子の酸応答に関与する制御領域gad boxのみでは、酸誘導性を示さなかったが、gad boxの周辺を広げるにつれて酸誘導性を示すようになった.しかし、その応答の度合いは低く、1kbpに渡る領域に広げないと明瞭な酸誘導性は示さなかった.特にGadXWの結合領域が、明瞭な酸誘導性を示す重要な配列であることが観察された.gadBの酸誘導性プロモーターの解析は、領域が長いために、解析が難しいと判断したため、もう一つの既知の酸誘導性を示す、gadEの制御領域については、明瞭な酸誘導性が確認されたが、その発現量は低く、応用利用は難しいと判断した.続いて、gadEのプロモーターを強化し、発現量を増加させたところ、酸誘導性が弱くなり、また、酸を添加していない状況でも発現が見られたことから、応用利用可能性は乏しいという結果になった.
誘導性強化のため、酸誘導に重要な役割を果たしているGadE、RcsBを過剰発現した株でgadE基本転写強化プロモーターの酸誘導性を検証した.その結果、酸誘導性に大きな変化は見られなかった.
以上の結果から、リークの少ないプロモーターが必要であること、酸誘導にはGadE、RcsB以外の酸誘導シグナル因子の遺伝子工学的な改変が必要であること、が示された.
本研究の成就のためには、上記2点に着目して研究を進める.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Transport engineering using tobacco transporter NtJAT1 enhances alkaloid production in <i>Escherichia coli</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasuyuki、Nakagawa Akira、Sato Fumihiko、Minami Hiromichi、Shitan Nobukazu
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 0 ページ: zbac056

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac056

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermococcus sp. KS-1 PPIase as a fusion partner improving soluble production of aromatic amino acid decarboxylase2021

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi Takashi、Hara Ayumi、Kobayashi Kanako、Habara Yuji、Nakagawa Akira、Minami Hiromichi、Katayama Takane、Misawa Norihiko
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 11(1) ページ: 178

    • DOI

      10.1186/s13568-021-01340-3

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Establishment of a co-culture system using Escherichia coli and Pichia pastoris (Komagataella phaffii) for valuable alkaloid production2021

    • 著者名/発表者名
      Urui Miya、Yamada Yasuyuki、Ikeda Yoshito、Nakagawa Akira、Sato Fumihiko、Minami Hiromichi、Shitan Nobukazu
    • 雑誌名

      Microbial Cell Factories

      巻: 20(1) ページ: 200

    • DOI

      10.1186/s12934-021-01687-z

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport engineering for improving the production and secretion of valuable alkaloids in Escherichia coli2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasuyuki、Urui Miya、Oki Hidehiro、Inoue Kai、Matsui Haruyuki、Ikeda Yoshito、Nakagawa Akira、Sato Fumihiko、Minami Hiromichi、Shitan Nobukazu
    • 雑誌名

      Metabolic Engineering Communications

      巻: 13 ページ: e00184

    • DOI

      10.1016/j.mec.2021.e00184

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Selection of the optimal tyrosine hydroxylation enzyme for (S)-reticuline production in Escherichia coli2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Akira、Nakamura Shinya、Matsumura Eitaro、Yashima Yurino、Takao Mizuki、Aburatani Sachiyo、Yaoi Katsuro、Katayama Takane、Minami Hiromichi
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 105 ページ: 5433~5447

    • DOI

      10.1007/s00253-021-11401-z

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2022-12-28  

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