| 研究課題/領域番号 |
20K13832
|
|---|
| 研究機関 | 秋田県総合食品研究センター |
|---|
研究代表者 |
上原 健二 秋田県総合食品研究センター, 食品加工研究所, 主任研究員 (30781893)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | 酵母 / 機能性フラノンHEMF / みそ・しょうゆ |
|---|
| 研究実績の概要 |
初年度の研究において、HEMF前駆体を含むメイラード反応物存在下で発現誘導される遺伝子YHB1を出芽酵母S. cerevisiaeで高発現させると、予想とは反してHEMF生産性が約1/2に低下することが明らかとなった。今年度はその要因を明らかにするため酵母細胞内一次代謝産物を測定を行い、ペントースリン酸経路反応中間体セドヘプチュロース-7-リン酸（S7P）の蓄積量がYHB1高発現株において大きく減少していることが明らかとなった。これまでの研究（Sasaki et al. 1991. J Agric Food Chem 39:934-938.）により、S7PはHEMFの前駆体である可能性が示されていることから、本研究の結果はそれを支持する結果となった。また、HEMFの重要な前駆体の一つであるアセトアルデヒドの生産性も確認したところ、YHB1高発現株では著しく低下していたことから、S7P蓄積量の低下とアセトアルデヒド生産性の低下がYHB1高発現株におけるHEMF生産性低下の主な要因であることが示唆された。
さらに、耐塩性酵母Zygosaccharomyces rouxiiのゲノム情報基盤整備を目的に、味噌から分離した1倍体様Z. rouxiiのドラフトゲノムシーケンス解析を実施した。解析後の配列とZ.rouxii標準株CBS732の配列からAverage Nucleotide Identity（ANI）を算出したところ、99.7%となった。通常味噌から分離されるZ. rouxiiの多くはTサブゲノムとPサブゲノムから構成される異質2倍体でありANI値も低くなるが、本研究で解析した株はCBS732に非常に近く1倍体であることから、耐塩性を有しているZ. rouxiiであり、且つ遺伝子解析に適した株であることが明らかとなった。
|
| 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
今年度は、高発現によりHEMF生産性が低下する遺伝子として抽出された遺伝子YHB1の解析を計画しており、【概要】での記載したとおりの結果を得た。また、当初の計画通り耐塩性酵母Z. rouxiiのゲノム解析によるゲノム情報基盤を整備し、形質転換方法の改良や予備的な遺伝子破壊実験も完了したことから、S. cerevisiaeでの結果をZ. rouxi研究にスムーズに移行できる体制は整った。
HEMF生成経路の全容解明において最も重要な点は、HEMF生成に直接関与する酵素遺伝子の解明である。その点に関しては未だ未解明であるが、遺伝子発現解析や破壊株ライブラリーを用いた解析結果をもとに新たな候補遺伝子（ECM33、TOS1、YJR120Wなど）を抽出して解析を進めている他、タンパク質精製からのアプローチも現在進めていることから、総合的に見ておおむね順調に進展していると判断した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
（1）これまでの研究によりペントースリン酸経路反応中間体セドヘプチュロース-7-リン酸（S7P）がHEMFの前駆体である可能性が示唆されていることから、S7Pが蓄積または減少する方向にS. cerevisiaeにおいて遺伝子改変し、HEMF生産性への影響を確認する。
（2）新たに抽出した候補遺伝子（ECM33、TOS1、YJR120W）がHEMF生成に与える影響をS. cerevisiaeにおいて確認する。それと並行し、S. cerevisiae無細胞抽出液よりHEMF生成活性を有するタンパク質を精製し、HEMF生成に関与する酵素の直接的な同定を試みる。
（3）上記の研究結果より同定したS. cerevisiaeのHEMF生成酵素遺伝子のオルソログを、整備したZ. rouxiiゲノム情報基盤より探索し、Z. rouxiiでのHEMF生成への影響を確認する。
（4）遺伝子操作によりHEMF生産性が向上したZ. rouxii株を用いて味噌モデル培地における発酵試験を行い、実際の醸造環境下でHEMF高生産が可能かどうか検証する。
|
