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2010 年度 実績報告書

清酒醸造時酵母ミトコンドリアにおける物質代謝の解析

研究課題

研究課題/領域番号 21780078
研究機関佐賀大学

研究代表者

北垣 浩志  佐賀大学, 農学部, 准教授 (70372208)

キーワード清酒 / 酵母 / ミトコンドリア / 物質代謝 / 輸送体 / 育種 / 耐性株 / ピルビン酸
研究概要

酵母ミトコンドリアは酸素呼吸のための細胞内小器官であるため、酸素呼吸の起こらない清酒醸造において、酵母ミトコンドリアはその役割を顧みられてこなかった。しかしながら、我々は清酒醸造の最後まで酵母ミトコンドリアが存在し、清酒醸造中の物質代謝に積極的な役割を持つことを明らかにしてきた。
ミトコンドリアは元々は寄生生物であるため、その外側に多くの物質の取り込み輸送体を発現させている。そこでこれらの輸送体を清酒酵母で29個遺伝子破壊もしくは22個の遺伝子を高発現させ、それらの株で清酒を醸造して物質組成を解析した。その結果、多くの有機酸やアミノ酸で統計的に有意な差が観察され、これらのミトコンドリア輸送体が清酒醸造中でも物質代謝に積極的な役割を持つことが明らかになった。
そこで、ピルビン酸のミトコンドリアへの輸送をターゲットとして清酒酵母の育種を行った。すなわち、ピルビン酸のミトコンドリアへの輸送阻害剤ethylα-transcyanocinnamateへの耐性株を取得し清酒を独立して6連で実験室スケールで醸造したところ、ピルビン酸が統計的に有意に低減しており、ピルビン酸の低減酵母の育種に成功した。この育種した清酒酵母を使って実際の清酒醸造蔵で清酒を醸造したところ、総米1トンの工場スケールで、エタノール生成能の減耗を伴わずにピルビン酸及びオフフレーバーであるジアセチルの前駆体であるα-アセト乳酸が顕著に低減していることがわかった。このことから、工場スケールでエタノール生産能の減耗を伴わずにピルビン酸の低減を可能にする初めての清酒酵母の育種に成功した。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (18件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] ピルビン酸のミトコンドリア輸送阻害剤耐性酵母の小規模及び中規模パイロットスケールでの低アルコール清酒醸造特性2011

    • 著者名/発表者名
      平田みよ、元村沙織、佐々木真、堀江健太、大場孝宏、柘植圭介、吉村臣史、小金丸和義、北垣浩志
    • 雑誌名

      日本醸造学会誌

      巻: 106 (5) ページ: 323-331

  • [雑誌論文] Identification of glycolaldehyde as the key inhibitor of bioethanol ferme ntation by yeast and genome-wide analysis of its toxicity.2011

    • 著者名/発表者名
      Lahiru N.Jayakody, Nobuyuki Hayashi, Hiroshi Kitagaki
    • 雑誌名

      Biotechnology Letters

      巻: 33 ページ: 285-292

    • 査読あり
  • [雑誌論文] エタノールストレスはSaccharomyces cerevisiaeにおいてカルシウムイオンを介してカルシニューリン/Crzl経路を活性化する2011

    • 著者名/発表者名
      荒木義雄・呉洪・北垣浩志・赤尾健・高木博史・下飯仁
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 89 ページ: 68

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 清酒酵母の醸造特性のQTL解析2011

    • 著者名/発表者名
      加藤拓・浪瀬政宏・北垣浩志・赤尾健・下飯仁
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 89 ページ: 66

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 吟醸酒製造用清酒酵母からのピルビン酸低生産株の育種と実製造でのピルビン酸及びα-アセト乳酸の低減2011

    • 著者名/発表者名
      佐々木真、大場孝宏、末永光、稲橋正明、佐藤真佐恵、鶴田裕美、小林元太、柘植圭分、吉村臣史、小金丸和義、北垣浩志
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: (掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Breeding of a high tyrosol-producing sake yeast by isolation of an ethanol-resistant mutant from trp3 mutant.2011

    • 著者名/発表者名
      Hisayoshi Soejima, Keisuke Tsuge, Takashi Yoshimura, Kazuyoshi Koganemaru, Hiroshi Kitagaki
    • 雑誌名

      Journal of the Institute of Brewing

      巻: (掲載決定済)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ミトコンドリア輸送阻害剤耐性株取得によるピルビン酸低減清酒酵母の育種2010

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 雑誌名

      日本醸造協会誌

      巻: 105(9) ページ: 560-567

  • [雑誌論文] Breeding of a low pyruvate-producing sake yeast by isolation of a mutant resistant to ethyl alpha-transcyanocinnamate, an inhibitor of mitochondrial pyruvate transport.2010

    • 著者名/発表者名
      Kenta Horie, Takahiro Oba, Saori Motomura, Atsuko Isogai, Takashi Yoshimura, Keisuke Tsuge, Kazuyoshi Koganemaru, Genta Kobayashi, Hiroshi Kitagaki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 74 ページ: 843-847

    • 査読あり
  • [学会発表] ミトコンドリア輸送阻害剤耐性清酒酵母で醸造した清酒のアミノ酸組成の解析2011

    • 著者名/発表者名
      徳永直也、堀江健太、柘植圭介、吉村臣史、小金丸和義、北垣浩志
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      (みなし開催)
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] 酵母ミトコンドリア輸送体は清酒醸造中の物質代謝に積極的な役割を持つ2011

    • 著者名/発表者名
      堀江健太、柘植圭介、鶴田裕美、吉村臣史、小金丸和義、北垣浩志
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      (みなし開催)
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] 九州の焼酎かすからのスフィンゴ脂質の検出・定量と解析2011

    • 著者名/発表者名
      平田みよ、北谷和之、岡崎俊朗、L.M.Obeid, Y.A Hannun、北垣浩志
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      (みなし開催)
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] Glycolaldehyde, a key novel inhibitor of bioethanol production : breeding of resistant strains.2011

    • 著者名/発表者名
      Lahiru N.Jayakody, Kenta Horie, Nobuyuki Hayashi, Hiroshi Kitagaki
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      (みなし開催)
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] エタノール耐性と栄養要求性を組み合わせたチロソール高生産清酒酵母の育種2011

    • 著者名/発表者名
      副島久義、柘植圭介、吉村臣史、小金丸和義、北垣浩志
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      (みなし開催)
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] リグノセルロースの水熱処理で生成するグリコールアルデヒドの酵母発酵阻害メカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志, Lahiru N.Jayakody
    • 学会等名
      アクアリシスフェーズII研究会
    • 発表場所
      佐賀大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-10
  • [学会発表] ミトコンドリア輸送阻害剤耐性清酒酵母を使って実地醸造した低アルコール清酒の香味解析2010

    • 著者名/発表者名
      元村沙織, 平田みよ, 佐々木真, 堀江健太, 大場孝宏, 柘植圭介, 吉村臣史, 小金丸和義, 北垣浩志
    • 学会等名
      日本生物工学会九州支部大会
    • 発表場所
      琉球大学
    • 年月日
      2010-12-03
  • [学会発表] 沖縄から探る伝統的発酵における微生物の寄生・共生2010

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 学会等名
      日本生物工学会研究部会シンポジウム
    • 発表場所
      琉球大学(基調講演 招待講演)
    • 年月日
      2010-12-03
  • [学会発表] ミトコンドリア輸送に着目したピルビン酸低減酵母の育種方法2010

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 学会等名
      日本生物工学会シンポジウム
    • 発表場所
      宮崎シーガイア(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-27
  • [学会発表] 清酒酵母ミトコンドリアの呼吸・発酵転換時の形態変化とその意義の解析2010

    • 著者名/発表者名
      元村沙織, 北垣浩志
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2010-10-26
  • [学会発表] 吟醸酵母からのピルビン酸ミトコンドリア輸送阻害剤耐性株の分離2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木真, 堀江健太, 柘植圭介, 吉村臣史, 小金丸和義, 大場孝宏, 北垣浩志
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2010-10-26
  • [学会発表] Glycolaldehyde inhibits yeast ethanol fermentation2010

    • 著者名/発表者名
      Lahiru JAYAKODY, Kenta HORIE, Nobuyuki HAYASHI, Hiroshi KITAGAKI
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2010-10-26
  • [学会発表] 抗酸化性の高い小豆発泡酒の開発2010

    • 著者名/発表者名
      平田みよ, 元村沙織, 北垣浩志
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2010-10-26
  • [学会発表] 佐賀の伝統食品の機能性2010

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 学会等名
      SAGAイノベーション道場
    • 発表場所
      佐賀市アイスクエアビル(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-22
  • [学会発表] ミトコンドリアをターゲットとした酒類発酵酵母の育種の研究2010

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 学会等名
      バイオジャパン2010
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-29
  • [学会発表] ミトコンドリア輸送に着目し育種した低ピルビン酸酵母の改変と清酒醸造特性2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木真、平田みよ、元村沙織、堀江健太、北垣浩志
    • 学会等名
      日本農芸化学会西日本支部会大会
    • 発表場所
      崇城大学
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] 拡大培養時の酵母ミトコンドリアの形態の解析とその代謝への意義の解析2010

    • 著者名/発表者名
      元村沙織、北垣浩志
    • 学会等名
      日本醸造学会若手会
    • 発表場所
      北とぴあ
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] バイオエタノールの基本と仕組み2010

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 発表場所
      佐賀大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-24
  • [産業財産権] 発泡酒の製造方法2010

    • 発明者名
      北垣浩志、平田みよ
    • 権利者名
      佐賀大学
    • 産業財産権番号
      特願 2010-141601
    • 出願年月日
      2010-06-22
  • [産業財産権] ピルビン酸低生産酵母の育種方法2010

    • 発明者名
      北垣浩志
    • 権利者名
      佐賀大学
    • 産業財産権番号
      特願2010-111263
    • 出願年月日
      2010-05-26
  • [産業財産権] チロソール高生産性酵母変異株及び当該酵母変異株を用いた発酵飲料の製造方法2010

    • 発明者名
      北垣浩志、副島久義
    • 権利者名
      佐賀大学
    • 産業財産権番号
      特願2010-237519
    • 出願年月日
      2010-09-10

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公開日: 2012-07-19  

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