| 研究課題/領域番号 |
25303028
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
栗原 達夫 京都大学, 化学研究所, 教授 (70243087)
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| 研究分担者 |
川本 純 京都大学, 化学研究所, 助教 (90511238)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 低温適応微生物 / バイオプロセス / 金属代謝 / タンパク質生産 / 国際研究者交流 / 国際情報交換 / 中華人民共和国 |
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| 研究実績の概要 |
(1) 金属汚染低温環境の浄化などに有用な微生物の探索を目的として、中国の内モンゴル寒冷地域等の土壌サンプルを用いたスクリーニングを行った。鉄還元能に優れた低温菌を取得するため、最終電子受容体として30 mM クエン酸鉄を含む合成培地に各種土壌を添加し、嫌気条件下、4℃でインキュベートした。その結果、鉄還元能に優れた微生物として、16S rRNA の配列上、Paenibacillus odorifer や Bacillus circulans と近縁の細菌が取得された。
(2) 多様な金属代謝能をもつことが知られる Shewanella 属細菌について金属代謝機構の解析を進めた。低温環境での環境浄化への応用が期待される南極海水由来の低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 による鉄還元に、リン酸欠乏時の誘導生産が知られるポーリンタンパク質 PhoE のホモログが関与することを示した。三価鉄を電子受容体とする嫌気培養では、リン酸濃度が高い場合にも PhoE ホモログ欠損株の生育速度が低下することを見いだし、本菌が三価鉄を電子受容体として利用する上で PhoE ホモログが重要な働きをすることを明確にした。
(3) 低温でタンパク質を生産するシステムの開発を目的として、低温菌 S. livingstonensis Ac10 で機能する高発現用プロモーターや、培養条件で発現制御が可能なプロモーターの探索を行った。4℃と18℃で生育させた本菌のプロテオーム比較から見いだされた低温誘導性タンパク質について、転写レベルでの発現量を解析した結果、sdhB、aldF、atoS、rib_ppkin の 4種について、4℃において18℃の15倍以上の誘導が見られた。これらのプロモーターは低温誘導的なタンパク質の生産系を構築する上で有用と考えられた。
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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
低温環境での金属代謝能に優れた微生物の取得や、低温でのタンパク質生産に有用と期待されるプロモーターの探索などにおいて重要な新知見が得られた。また、低温菌における金属代謝のメカニズム解明についても大きな進展が見られた。一方、これらを利用したバイオプロセス構築については検討を進めている段階であるため、「おおむね順調に進展している」と評価することが妥当と考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き新しい有用低温菌の探索を行う一方、これまでに見いだされた低温菌の金属代謝能について特性解明を進め、また、低温菌において同定された低温誘導性遺伝子群のプロモーターを利用した低温タンパク質生産系の構築を重点的に行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
金属代謝能に優れた微生物の取得を目指して行った嫌気条件下での培養に予想以上の時間を要したため、その後に行う予定であった金属代謝能の特性解明などを次年度に行うこととした。また、外来タンパク質の生産系開発に利用するためのプロモーター探索において、タンパク質の発現誘導率と転写レベルでの発現誘導率が対応しない場合が多く、有用なプロモーターの同定に予想以上の時間を要した。そのため、それらのプロモーターを利用した生産系構築も次年度に行うこととした。このような理由により、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
低温菌の金属代謝における特性解析と金属代謝機構の解析、低温菌を宿主とした外来タンパク質の生産系開発を重点的に行う計画であり、これらに必要な培養用試薬や遺伝子工学用試薬などの消耗品、および、より優れた特性をもつ低温菌取得のためのサンプル採取にかかる旅費に使用する計画である。
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