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2015 年度 実績報告書

清酒酵母の高アルコール発酵性メカニズムの解析とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 25850065
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

渡辺 大輔  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (30527148)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード清酒酵母 / アルコール発酵 / Rim15p / UDP-グルコース / グルコース脱抑制 / バイオエタノール酵母 / ビール酵母 / ワイン酵母
研究実績の概要

清酒酵母において見出されたRIM15遺伝子の機能欠損による高発酵メカニズムが清酒酵母以外の実用酵母菌株にも適用可能であるかどうかについて、平成25年度にすでにバイオエタノール酵母PE-2株を用いたサトウキビ糖蜜の発酵試験により実証していたが、本年度はさらに、ビール醸造に用いられる下面発酵酵母W34/70株を用いて解析を行った。その結果、高濃度麦汁を用いたビール醸造試験において、RIM15遺伝子の破壊がアルコール発酵の促進につながることが明らかになった。一方、ワイン酵母では、RIM15遺伝子上の一塩基置換(C667T変異)により遺伝子産物のカルボキシル末端の大部分を欠失しているOC-2株以外では、RIM15遺伝子の破壊が発酵速度の上昇に繋がった。以上の結果から、清酒酵母以外の多くの実用酵母菌株において、RIM15遺伝子の機能欠損による発酵速度の上昇が可能であり、本法が汎用的な発酵改善育種技術の開発に資することが示された。なお、平成26年度に、RIM15の機能欠損はUDP-グルコース合成の低下を介してアルコール発酵を促進することを見出したが、中でも、UDP-グルコースを基質として合成される細胞壁構成因子1,3-β-グルカンの合成が最もクリティカルな役割を果たしていたことから、1,3-β-グルカン合成阻害剤の活用により、遺伝子組換えに依らないRIM15機能欠損酵母のスクリーニングが可能になることが示唆された。
清酒酵母の検出については、清酒酵母に固有に存在するRIM15機能欠失変異(5055insA変異)を含むDNA領域をプライマーとして用いることで、HRM(高解像度融解曲線分析)法による簡易識別法を確立することができた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Inhibitory role of Greatwall-like protein kinase Rim15p in alcoholic fermentation via upregulating the UDP-glucose synthesis pathway in Saccharomyces cerevisiae2016

    • 著者名/発表者名
      D. Watanabe, Y. Zhou, A. Hirata, Y. Sugimoto, K. Takagi, T. Akao, Y. Ohya, H. Takagi, H. Shimoi
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol.

      巻: 82 ページ: 340-351

    • DOI

      10.1128/AEM.02977-15

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 酵母のエタノール耐性:内と外から細胞を護る2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺大輔, 高木博史
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 93 ページ: 460-463

  • [学会発表] 清酒酵母におけるTORC1シグナリングとアルコール発酵の関連に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺大輔, 周延, 陳佳文, 水野恵, 荒木義雄, 杉本幸子, 万クン, 中沢伸重, 赤尾健, 下飯仁, 水田啓子, 前田達哉, 高木博史
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 清酒酵母におけるTORC1シグナリングとアルコール発酵の関連に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺大輔, 周延, 陳佳文, 水野恵, 荒木義雄, 杉本幸子, 万クン, 中沢伸重, 赤尾健, 下飯仁, 水田啓子, 前田達哉, 高木博史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第48回研究報告会
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2015-08-31 – 2015-09-02
  • [図書] 「食と微生物の事典」2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺大輔(北本勝ひこ, 尾花望, 後藤慶一, 斎藤勝晴, 春田伸, 丸山潤一 編)
    • 総ページ数
      不明
    • 出版者
      朝倉書店
  • [産業財産権] 酵母の液胞トランスポーターシャペロン複合体の機能欠損による発酵促進方法2016

    • 発明者名
      渡辺大輔, 高木健一, 高木博史
    • 権利者名
      渡辺大輔, 高木健一, 高木博史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-25324
    • 出願年月日
      2016-02-12

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公開日: 2017-01-06  

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