| 研究課題/領域番号 |
26870472
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
得平 茂樹 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (90548132)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | スピルリナ / 形質転換 / 制限修飾系 / メチル化 |
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| 研究実績の概要 |
光合成効率の高い微細藻類は、植物に替わる新たなバイオマス資源として注目されている。その中でも大量培養が容易なArthrospira platensis（スピルリナ）は、実用化に最も近い微細藻類の一つである。しかし、自然界に存在するスピルリナでは、バイオ燃料の原料として利用できるだけの生産性が得られていない。そこで本研究では、スピルリナの遺伝子操作技術を確立し、世界で初めてスピルリナの遺伝子工学、代謝工学を行う。これまでの研究で開発したシアノバクテリアの糖代謝制御技術をスピルリナに応用し、醗酵原料となるデンプンの生産性を向上させたスピルリナを作り出すことを目指す。
スピルリナの形質転換において問題になるのは、外部から進入したDNAを切断する制限修飾系の存在である。スピルリナは11個の制限酵素を持っており、まずこれらの制限酵素により導入するDNAが切断されないようにする必要がある。平成26年度においては、スピルリナ型にDNAをメチル化するため、11個のメチル化酵素を発現する大腸菌の作製に取り組んだ。まず、それぞれのメチル化酵素遺伝子をプラスミドにクローニングし、大腸菌に導入した。次に、メチル化酵素遺伝子を導入した大腸菌において、DNAのメチル化が起こっているのかを制限酵素による切断の有無により確認した。その結果、6個のメチル化酵素遺伝子に関して、それぞれを発現した大腸菌においてメチル化が起こっていることが確かめられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
スピルリナの11個のメチル化酵素遺伝子をそれぞれ大腸菌に導入することには成功したが、それらの大腸菌においてメチル化が起こっていることを確認できたのは6個の遺伝子に留まっている。当初予定では、メチル化酵素遺伝子を導入すればメチル化は容易に起こると考えていたが、メチル化酵素の発現が容易ではないことが明らかとなった。
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| 今後の研究の推進方策 |
全てのメチル化酵素を大腸菌内で発現させるために、プロモーターの検討を行う。これまでは厳密な発現制御が可能なaraBADプロモーターを利用していたが、より発現レベルの高いプロモーター（例えばcspAプロモーターなど）を試す。また、これまでにメチル化が確認できた6個の遺伝子に関して、それらを一つの大腸菌内で発現させるためのプラスミドの作製を進める。全てのメチル化酵素の発現が難しい場合には、配列非特異的にメチル化を行うメチル化酵素M.EcoGIXを試す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成26年度は当初の計画通りに研究が進まず、予算の執行にも影響がでた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度は実験を担当する人員を増やし、昨年度の遅れを取り戻す。メチラーゼ遺伝子のクローニングを効率的に進めるため、最新の遺伝子工学ツールを積極的に導入する。今年度に繰り越した研究費は、最新の遺伝子工学ツールの導入費用に充てる。
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