| 研究課題/領域番号 |
21H02099
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
折田 和泉 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70525964)
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| 研究分担者 |
宮地 輝光 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (40452023)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | メタノール資化性菌 / ポリヒドロキシアルカン酸 |
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| 研究実績の概要 |
持続供給可能な次世代資源として世界的に注目されているメタンやメタノールといった炭素数1（C1）の化合物を原料にした有用物質発酵生産の基盤を構築することを目的として、モデルC1化合物資化性細菌の育種を行っている。
メタノール資化性菌Methylorubrum extorquensはメタノール生育時に生分解性プラスチックであるポリヒドロキシアルカン酸（PHA）を菌体内に蓄積する。PHAの生産性を向上させるために高濃度メタノール耐性菌の取得を試みた。研究開始前に高濃度メタノール耐性菌として取得していたσ70をコードするrpoD遺伝子変異株の生育能を再検討したところ、高濃度メタノール耐性を示さないことがあった。この結果から、培養途中で高濃度メタノールに適応した可能性が示唆された。そこで、実験室進化によるアプローチを追加し、高濃度メタノール耐性株の取得を試みた。高濃度メタノール条件下で植え継ぎを繰り返した結果、培養開始直後から良好な増殖を示す変異株を取得した。
本菌のPHA生産において、メタノール生育のための代謝経路とPHA生産経路が重複していることが問題となっている。そこで本研究では、メタノール資化経路と物質生産経路を分けるために第二資化経路の構築を試みるとともに、PHA生産経路を強化するための代謝改変を行った。2021年度は、第二資化経路をコードする遺伝子を本菌に導入した各種組換え株を構築した。加えて、モノマー供給経路を強化するためのベクターを構築し本菌に導入した。
メタン資化性菌Methylosinus trichosporiumの育種では、rpoDランダム変異ライブラリー構築のために、メタン培養条件を確立した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画していたアプローチと異なる方法を採用したものの、目的としていた表現型を示す変異株の取得に成功した。また遺伝子組換えによる代謝改変株を多数構築し、ターゲットとしている有用物質生産能とメタノール生育能を評価し、今後の育種に繋がる結果が蓄積できていることから、順調に進展していると結論付けた。
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| 今後の研究の推進方策 |
取得した高濃度メタノール耐性菌のゲノムリシーケンスを行い、リシーケンス結果から高濃度メタノール耐性に関わる遺伝子を予想し、その機能を解析する。遺伝子工学的アプローチによる育種では、第二資化経路導入株について、メタノール生育能とPHA生産能を評価する。また、現在プラスミド導入しているポリヒドロキシアルカン酸合成に関わる遺伝子のゲノムへの導入を試みる。メタン資化性菌のrpoDランダム変異ライブラリーを構築し、メタン資化性菌の育種を開始する。
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