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2015 年度 実績報告書

出芽酵母における多様性創出ゲノム工学技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26660066
研究機関崇城大学

研究代表者

原島 俊  崇城大学, 生物生命学部, 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)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード酵母 / ゲノム工学 / 染色体工学 / ゲノムの再編成工学 / ゲノム育種
研究実績の概要

申請者らは、酵母を材料として、それまでいずれの生物でも開発されていなかった染色体任意部位のワンステップ分断技術、任意領域の削除技術、重複技術等々、多様なゲノム工学技術を開発し、それらの技術が実際に「ゲノム機能の解明や育種」に応用できることを20報近い論文によって示してきた。しかし、従来の技術は、一度の形質転換で、染色体一カ所の分断、あるいは一領域の削除、重複しかできず、同時性と迅速性の観点からは満足のいくものではなかった。そこで、本研究では、染色体の分断技術に、近年勃興してきたゲノム編集技術CRISPR/Casを取り入れ、従来不可能であった染色体の複数部位の同時分断を可能とする、スループットの高い革新的なゲノム工学技術を確立することを目的とした。
昨年度までに、同じ染色体上の2カ所、また異なる染色体上の2カ所の同時分断に成功していたので、本年度は、同時3箇所分断、さらに同時4カ所分断に挑戦した。その結果、まず、異なる染色体における3箇所同時分断に成功した。これより1回の形質転換で、3つの天然の染色体を6つの人工染色体にすることが可能となった(3本→6本)。ついで、同一染色体における3箇所同時分断にも成功した。この結果、1回の形質転換で、1本の天然染色体を4つの人工染色体にすることが可能となった(1本→4本)。さらに、異なる染色体上の4箇所の部位の同時分断に成功した。これより、1回の形質転換で、4つの天然染色体を8本の人工染色体にすることができるようになった(4本→8本)。これらの結果は、ゲノムの再編成技術によりゲノムの多様性を創出するために必要な、多数の人工染色体の創出を、これまでより飛躍的に短い時間(おおよそ5週間が1週間程度)で達成することができることを意味しており、染色体分断に要する多大な時間や労力を大幅に削減することが出来ることとなった。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Improved stress resistance and ethanol production by segmental haploidization of the diploid genome in Saccharomyces cerevisiae.2016

    • 著者名/発表者名
      Kaboli S, Miyamoto T, Sunada K, Sasano Y, Sugiyama M, Harashima S.
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 121 ページ: 638-644

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2015.10.012.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Core regulatory components of the PHO pathway are conserved in the methylotrophic yeast Hansenula polymorpha2016

    • 著者名/発表者名
      Zhou Y, Yuikawa N, Nakatsuka H, Maekawa H, Harashima S, Nakanishi Y, Kaneko Y.
    • 雑誌名

      Current Genetics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overexpression of ESBP6 improves lactic acid resistance and production in Saccharomyces cerevisiae.2016

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama M, Akase SP, Nakanishi R, Kaneko Y, Harashima S
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2016.03.010.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome-wide construction of a series of designed segmental aneuploids in Saccharomyces cerevisiae.2015

    • 著者名/発表者名
      Natesuntorn W, Iwami K, Matsubara Y, Sasano Y, Sugiyama M, Kaneko Y, Harashima S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 12510-12527

    • DOI

      10.1038/srep12510.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nuclear localization domains of GATA activator Gln3 are required for transcription of target genes through dephosphorylation in Saccharomyces cerevisiae.2015

    • 著者名/発表者名
      Numamoto M, Tagami S, Ueda Y, Imabeppu Y, Sasano Y, Sugiyama M, Maekawa H, Harashima S.
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 120 ページ: 121-127

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2014.12.017.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Type 2C protein phosphatase Ptc6 participates in activation of the Slt2-mediated cell wall integrity pathway in Saccharomyces cerevisiae.2015

    • 著者名/発表者名
      Sharmin D, Sasano Y, Sugiyama M, Harashima S.
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 119 ページ: 392-398

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2014.09.013.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stabilization of mini-chromosome segregation during mitotic growth by overexpression of YCR041W and its application to chromosome engineering in Saccharomyces cerevisiae.2015

    • 著者名/発表者名
      Sasano Y, Yamagishi K, Tanikawa M, Nakazawa T, Sugiyama M, Kaneko Y, Harashima S.
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 119 ページ: 526-531

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2014.10.006

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 出芽酵母プロテインホスファターゼのゲノムサイエンス2016

    • 著者名/発表者名
      原島 俊
    • 学会等名
      日本プロテインホスファターゼ研究会 2015 学術集会
    • 発表場所
      基礎生物学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-01-29 – 2016-01-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Genome engineering : perspective and challenges for synthetic biotechnology in yeast2015

    • 著者名/発表者名
      Harashima S
    • 学会等名
      The 27th Annual Meeting of the Thai Society for Biotechnology and International Conference
    • 発表場所
      マンダリンホテル(バンコク、タイ)
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improvement of thermotolerance of Saccharomyces cerevisiae for bioethanol production by genome shuffling2015

    • 著者名/発表者名
      Minetaka Sugiyama, Junyuan Wu, Yu Sasano, Yoshinobu Kaneko, Chuenchit Boonchird, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      The 27th Annual Meeting of the Thai Society for Biotechnology and International Conference
    • 発表場所
      マンダリンホテル(バンコク、タイ)
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゲノムシャフリングによるキシロース発酵性酵母Spathaspora passalidarum の高温耐性化2015

    • 著者名/発表者名
      笹野 佑、林 真帆、藤原悠人、杉山峰崇、原島 俊
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] Bacillus thuringiensis A297株が生産する2種類の抗菌タンパク質2015

    • 著者名/発表者名
      浴野圭輔、高橋亮太、斉藤浩之、三田光章、岡 拓二、原島 俊、水城英一
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] バイオエタノール生産のためのゲノムシャフリングによる高温耐性酵母の開発2015

    • 著者名/発表者名
      杉山峰崇、呉 俊元、笹野 佑、金子嘉信、原島 俊
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] Improved thermotolerance od Saccharomyces cerevisiae for bioethanol production by genome shuffling2015

    • 著者名/発表者名
      Minetaka Sugiyama、 Junyuan Wum Yu Sasano、Satoshi Harashima
    • 学会等名
      The 32nd International Specialized Symposium on Yeast
    • 発表場所
      Perugia Congress Center(Perugia、イタリア)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-17
    • 国際学会
  • [学会発表] CRISPR-PCS: An efficient and versatile chromosome splitting technology in yeast2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Sasano, Koki Nagasawa, Saeed Kaboli, Minetaka Sugiyama, Satoshi Harashima
    • 学会等名
      The 27th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology
    • 発表場所
      Conference Hall(Levico Terme、イタリア)
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-12
    • 国際学会
  • [学会発表] CRISPR-PCS:多様な染色体操作が可能な染色体工学技術2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Sasano、Koki Nagasawa、Saeed Kaboli、Minetaka Sugiyama、Satoshi Hiroshima
    • 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
  • [学会発表] バイオエタノール生産のためのゲノムシャフリングによる高温耐性酵母の開発2015

    • 著者名/発表者名
      杉山峰崇、呉 俊元、笹野 佑、金子嘉信、原島 俊
    • 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
  • [学会発表] 高温耐性酵母 Hansenula polymorpha による乳酸生産2015

    • 著者名/発表者名
      加藤謙斗、笹野 佑、金子嘉信、原島 俊、杉山峰崇
    • 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] Mechanism of Yeast Adaptation to Weak Organic Acid Stress : In Stress Biology of Yeasts and Fungi (ed by H. Takagi and H. Kitagaki)2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sugiyama、 Y. Sasano、 S. Harashima
    • 総ページ数
      218 ページ(107 -121)
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 崇城大学 生物生命学部 応用微生物工学科 原島研究室ホームページ

    • URL

      http://rsrch.ofc.sojo-u.ac.jp/sjuhp/KgApp?kyoinId=ymemgkoyggy

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公開日: 2017-01-06  

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