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2013 年度 実績報告書

染色体の分断技術によるRNA高生産酵母の育種

研究課題

研究課題/領域番号 24658081
研究機関大阪大学

研究代表者

原島 俊  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70116086)

研究分担者 杉山 峰崇  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80379130)
笹野 佑  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90640194)
キーワード応用微生物学 / 酵母 / 染色体工学 / ゲノム工学 / リボソームRNA
研究概要

核酸系うま味調味料は酵母RNAを原料として生産されるため、RNA高含有酵母の育種は産業上重要である。しかし,これまで自然界から分離したrRNA 高含量酵母が使われており育種は行われていない。それは、約150コピーあるリボソームRNA(rRNA)遺伝子のコピー数増加の方法論や、rRNA遺伝子転写の恒常性維持機構を解除して転写上昇させる方法論が無いことによる。本研究の目的は, rRNA遺伝子の転写上昇を示す変異株を分離し、その後,染色体分断技術を利用して,rDNAクラスターを倍加(約300コピーのrDNA)した株を構築することにより,RNA含量が増加した酵母を育種することである。
その戦略として、rDNAの転写に必須の遺伝子を破壊し,一端rRNA含量を低下させた後,それから抑圧変異株を分離して,それに当該の野生型遺伝子を導入する方法論を開発してきた。本年度は,RRN5遺伝子に着目した。RRN5は必須遺伝子であるため、URA3マーカーを持つプラスミドにRRN5をクローン化して野生型株に導入した後、ゲノム上のRRN5を破壊した株(以下rrn5 [RRN5-URA3] 株)を作成した。その後、この株をウラシル要求株のみが生育可能な5-FOA培地で培養することでRRN5-URA3プラスミドが脱落しても生育できる抑圧変異株の分離を試み,9株を得た。そのうち4株の変異は優性で、その他の変異は劣性であること,また,sup15(劣性変異)とSUP16(優性変異)が持つ変異は単一変異であることがわかった。これらの抑圧変異株に野生型RRN5遺伝子を導入したところ,期待通り野生型株よりも高いRNA含量を示すことがわかった。RNA含量増加の機構を明らかにするため,SUP16変異を持つ株から染色体DNAを調製し,ゲノムライブラリーを作成した。今後は,このライブラリーを利用して,SUP16抑圧変異遺伝子のクローン化を試みる予定である。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] 酵母ゲノム工学の最前線2013

    • 著者名/発表者名
      杉山 峰崇、笹野 佑、原島 俊
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 32 ページ: 592-599

  • [雑誌論文] Increased transcription of RPL40A and RPL40B is important for the improvement of RNA production in Saccharomyces cerevisiae.2013

    • 著者名/発表者名
      Khatun, F., Kurata, K., Chuwattanakul, V., Sugiyama, M., Kaneko, Y., Harashima, S.
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 116(4) ページ: 423-432

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2013.04.006.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increase in rRNA content in a Saccharomyces cerevisiae suppressor strain from rrn10 disruptant by rDNA cluster duplication.2013

    • 著者名/発表者名
      Khatun, F., Sasano, Y., Sugiyama, M., Kaneko, Y., Harashima, S.
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol.

      巻: 97(20) ページ: 9011-9019

    • DOI

      10.1007/s00253-013-5065-9.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 最新のゲノム編集技術が拓く新たな微生物育種への道2013

    • 著者名/発表者名
      笹野 佑
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 91 ページ: 719

  • [学会発表] 出芽酵母におけるゲノム網羅的な染色体部分重複と表現型解析2013

    • 著者名/発表者名
      杉山峰崇、Waranya Natesuntorn、松原裕樹、林 達也、原島 俊
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20131203-20131206
  • [学会発表] Random Walks on Chromosomal Regions Reveal Hidden Lethal Relationships among Non-essential Genes in the Genome of Saccharomyces cerevisiae2013

    • 著者名/発表者名
      Saeed Kaboli, Takuya Yamakawa, Minetaka Sugiyama, Yoshinobu Kaneko, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20131203-20131206
  • [学会発表] 酵母rrn10遺伝子破壊抑圧変異株におけるrDNA領域の重複によるRNA量の増加2013

    • 著者名/発表者名
      Khatun Fahmida、笹野 佑、杉山峰崇、原島 俊
    • 学会等名
      日本生物工学会第65回大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] rDNA写活必須遺伝子RRN5の破壊抑圧変異株を利用したRNA高含有出芽酵母の分子育種2013

    • 著者名/発表者名
      宇杉祥吾、Khatun Fahmida、狩屋貴洋、笹野 佑、杉山峰崇、原島 俊
    • 学会等名
      日本生物工学会第65回大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] Novel landscape for genetic interactions in Saccharomyces cerevisiae.2013

    • 著者名/発表者名
      Saeed Kaboli, Takuya Yamakawa, Deasty Imara, Yu Sasano, Minetaka Sugiyama, Yoshinobu Kaneko, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      YEAST GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY NEWS JAPAN No.46
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20130908-20130910
  • [学会発表] Genome-wide construction of a series of segmental aneuploids in Saccharomyces cerevisiae.2013

    • 著者名/発表者名
      Waranya Natesuntorn, Yuki Matsubara, Yu Sasano, Minetaka Sugiyama, Yoshinobu Kaneko, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      YEAST GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY NEWS JAPAN No.46
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20130908-20130910
  • [学会発表] CRISPR/Cas-PCSシステムを利用した染色体複数部位同時分断技術の開発2013

    • 著者名/発表者名
      笹野佑、長澤宏器、杉山峰崇、原島俊
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第46回研究報告会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20130900
  • [学会発表] Systematic segmental duplication of chromosomes for genome analysis and breeding in Saccharomyces cerevisiae2013

    • 著者名/発表者名
      Waranya Natesuntorn, Yuki Matsubara, Yu Sasano, Minetaka Sugiyama, Satoshi Harashim
    • 学会等名
      日本生物工学会第65回大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20130900
  • [学会発表] Systematic mapping of unexplored regions harboring synthetic lethal interactions in Saccharomyces cerevisiae genome2013

    • 著者名/発表者名
      Saeed Kaboli, Takuya Yamakawa, Deasty Imara, Yu Sasano, Minetaka Sugiyama, Yoshinobu Kaneko, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      日本生物工学会第65回大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20130900
  • [学会発表] Molecular breeding of Saccharomyces cerevisiae strain producing high level of RNA.2013

    • 著者名/発表者名
      Yu Sasano, Fahmida Khatun, Shogo Usugi, Minetaka Sugiyama, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      26th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology
    • 発表場所
      Frankfurt, Germany
    • 年月日
      20130829-20130903
  • [学会発表] PCR-mediated chromosome duplication method generates a defined duplicated chromosome as a novel tool for breeding and genome analysis in Saccharomyces cerevisiae.2013

    • 著者名/発表者名
      Waranya Natesuntorn, Kotaro Iwami, Yuki Matsubara, Yu Sasano, Minetaka Sugiyama, Yoshinobu Kaneko, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      26th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology
    • 発表場所
      Frankfurt, Germany
    • 年月日
      20130829-20130903
  • [学会発表] Recent advances in breeding technologies for microorganisms More than just a trend-2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Harashima
    • 学会等名
      JSPS-NRCT Young Scientist Seminar 2013
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20130801-20130805
  • [学会発表] Genome-wide construction of a series of segmental aneuploids for genome analysis and breeding in Saccharomyces cerevisiae.2013

    • 著者名/発表者名
      Waranya Natesuntorn, Kotaro Iwami, Yuki Matsubara, Tetsuya Hayashi, Yu Sasano, Minetaka Sugiyama, Yoshinobu Kaneko, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      JSPS-NRCT Young Scientist Seminar 2013
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20130801-20130805
  • [学会発表] Genome-wide mapping for unexplored essential regions harboring synthetic lethal interactions in Saccharomyces cerevisiae.2013

    • 著者名/発表者名
      Saeed Kaboli, Takuya Yamakawa, Deasty Imara, Yu Sasano, Minetaka Sugiyama, Yoshinobu Kaneko, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      JSPS-NRCT Young Scientist Seminar 2013
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20130801-20130805
  • [学会発表] 酵母におけるゲノム工学技術の開発とゲノム機能の解明・育種への応用

    • 著者名/発表者名
      原島 俊
    • 学会等名
      大阪大学大学院工学研究科 核酸制御(陽進堂)共同研究講座設立記念シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
  • [学会発表] 多様性創出ゲノム工学技術の開発と微生物育種への応用

    • 著者名/発表者名
      原島 俊
    • 学会等名
      2013年度JBA新資源生物変換研究会シンポジウム
    • 発表場所
      東京

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公開日: 2015-05-28  

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