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2013 年度 実績報告書

エタノールに対する応答過程および醸造過程における酵母細胞内mRNA動態の解析

研究課題

研究課題/領域番号 23580113
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

井沢 真吾  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (10273517)

キーワードP-body / stress granule / mRNA flux / ポリソーム解析 / ストレス / 醸造 / 酵母
研究概要

エタノールをはじめとする種々の醸造関連ストレス条件下で、不要不急のmRNAの翻訳が抑制されて細胞質中のP-bodyやstress granule (SG)などに隔離されることを明らかにした。また、ストレスへの対処に必要とされるmRNAの優先的・効率的な翻訳にP-bodyやSGが大きく寄与することを見出した。さらに、エタノールストレス条件下でも優先的に翻訳されるmRNAを同定し、その遺伝子の発現制御機構を解析した。
清酒醸造やワインのマロラクティック発酵、バイオエタノールの発酵工程における乳酸菌汚染などとも深く関連する乳酸ストレスが翻訳抑制とP-bodyの形成を速やかかつ可逆的に誘導する一方で、SGの形成は誘導しないことを見出した。他の代表的な有機酸である酢酸やプロピオン酸では同様の現象は誘導されなかった。また、乳酸耐性獲得の上で重要な遺伝子を複数同定した。
木質草本系バイオマスの糖化前処理によって生じる発酵阻害物質バニリン、フルフラール、5-ヒドロキシメチルフルフラールなどがbulkの翻訳抑制やmRNP granuleの形成誘導、酸化的ストレス、ミトコンドリアの断片化を誘導することを見出した。また、共同研究を通じてバニリンの細胞内作用点を検討した。
高濃度エタノールストレス存在下でも翻訳が抑制されず優先的に翻訳されているmRNAを、ポリソーム解析やマイクロアレイ解析などを通じて探索し、ストレス下でも優先的に転写・翻訳されている遺伝子をqRT-PCRやWesternblt解析により複数同定することに成功した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Adaptive response in stress granule formation and bulk translational repression upon a combined stress of mild heat shock and mild ethanol stress in yeast.2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto and S. Izawa
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 18 ページ: 974-984

    • DOI

      10.1111/gtc.12090

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vanillin Inhibits Translation and Induces Messenger Ribonucleoprotein (mRNP) Granule Formation in Saccharomyces cerevisiae: Application and Validation of High-Content, Image-Based Profiling2013

    • 著者名/発表者名
      A. Iwaki, S. Ohnuki, Y. Suga, S. Izawa and Y. Ohya
    • 雑誌名

      Plos One

      巻: 8 ページ: e61748

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0061748

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomass conversion inhibitors, furfural and 5-hydroxymethylfurfural, induce the formation of mRNP granules and attenuate translation activity in yeast.2013

    • 著者名/発表者名
      A. Iwaki, T. Kawai, Y. Yamamoto, and S. Izawa
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol.

      巻: 79 ページ: 1661-1667

    • DOI

      10.1128/AEM.02797-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] リグノセルロース系バイオマス由来発酵阻害剤による酵母の翻訳阻害とmRNP顆粒の形成2013

    • 著者名/発表者名
      井沢真吾
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 71 ページ: 416-419

  • [学会発表] mRNA fluxから見た酵母のストレス耐性と発酵能の改良2014

    • 著者名/発表者名
      井沢真吾
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-03-30
  • [学会発表] 木質系バイオマス由来発酵阻害物質バニリンによる酸化的ストレスの惹起と酵母ミトコンドリアの断片化2013

    • 著者名/発表者名
      Trinh TM Nguyen、河合孝朗、岩城理、井沢真吾
    • 学会等名
      生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      20130919-20130919
  • [学会発表] リグノセルロース系バイオマス由来 発酵阻害剤に対する酵母のストレス応答2013

    • 著者名/発表者名
      井沢真吾
    • 学会等名
      化学工学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20130918-20130918
    • 招待講演
  • [図書] 酵母の生命科学と生物工学 産業応用から基礎科学へ2013

    • 著者名/発表者名
      井沢真吾(分担執筆) 原島俊・高木博史 編
    • 総ページ数
      255
    • 出版者
      化学同人
  • [備考] KIT Yeast Group

    • URL

      http://kityeast.okoshi-yasu.com/index.html

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公開日: 2015-05-28  

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