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2018 年度 実績報告書

合成生物学における耐性・輸送工学を用いた効率的なアルカロイド分泌生産系の開発

公募研究

研究領域生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学
研究課題/領域番号 17H05453
研究機関神戸薬科大学

研究代表者

士反 伸和  神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (20547880)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードアルカロイド / 合成生物学 / 輸送工学 / トランスポーター
研究実績の概要

昨年度に続き、レチクリン生産性大腸菌およびスチロピン生産性酵母に輸送体を導入した菌株の解析を行った。
レチクリン生産性大腸菌においては、生産を誘導する際の培地、OD、IPTG濃度などの条件を検討した上で、最終的な条件を決定した。その条件において、IPTGでレチクリン生産および輸送体の誘導を行い、UPLC-MSにより培地および細胞内のレチクリン量を定量した。その結果、輸送体Aを発現させた際に、レチクリン生産性が向上することが示唆された。
スチロピン生産性酵母においては、形質転換体の作出法を確立し、ジェネティシン含有培地で効率的に形質転換体を得られるようにした。その上で、コロニーPCRなどにより遺伝子導入が確認できた菌を用いて、スチロピン生産性を検討した。酵母においても、MM、BM、 BMMYなど複数の培地を検討し、またメタノール誘導後のタンパク発現の条件検討などを行い、系の確立を行った。決定した系でスチロピン生産性の菌体を処理し、生成したスチロピン量をUPLC-MSで定量比較したところ、輸送体Bを発現させた際に、スチロピン生産性が有意に上昇することが示唆された。
以上の結果は、合成生物学(生合成工学)における輸送体の重要性を示唆しており、さまざまな生合成系において、適切な輸送体を選択、発現させることで生産性の向上に繋がる可能性が示された。これら研究をさらに進め、輸送工学の発展に寄与していきたい。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Transcriptome analysis of Petunia axillaris flowers reveals genes involved in morphological differentiation and metabolite transport2018

    • 著者名/発表者名
      Amano Ikuko、Kitajima Sakihito、Suzuki Hideyuki、Koeduka Takao、Shitan Nobukazu
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 ページ: e0198936

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0198936

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of constituents isolated from the bark of Cassipourea malosana and their cytotoxicity against a human ovarian cell line2018

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Yumi、Noda Yuki、Nakatani Noriyoshi、Shitan Nobukazu、Sudo Tamotsu、Kato Atsushi、Chalo Mutiso Patrick B.
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 73 ページ: 289~296

    • DOI

      10.1007/s11418-018-1254-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Crotalaria juncea metal transporter CjNRAMP1 has a high Fe uptake activity, even in an environment with high Cd contamination2018

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi-Masuno Tsugumi、Shitan Nobukazu、Sugiyama Akifumi、Takanashi Kojiro、Inaba Shoko、Kaneko Shuji、Yazaki Kazufumi
    • 雑誌名

      International Journal of Phytoremediation

      巻: 20 ページ: 1427~1437

    • DOI

      10.1080/15226514.2018.1501333

    • 査読あり
  • [学会発表] Transporters of secondary metabolites ―Identification, characterization, and possible application to synthetic biology―2019

    • 著者名/発表者名
      士反伸和
    • 学会等名
      第60回植物生理学会年会
  • [学会発表] 合成生物学における耐性・輸送工学を用いた効率的なアルカロイド分泌生産系の開発2018

    • 著者名/発表者名
      士反伸和
    • 学会等名
      生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学、第5回公開シンポジウム
  • [学会発表] 薬用植物における二次代謝輸送機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      士反伸和
    • 学会等名
      第8回バイオシグナル研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 二次代謝産物の輸送体研究 ~これまでとこれから~2018

    • 著者名/発表者名
      士反伸和
    • 学会等名
      第7回二次代謝フロンティア研究会
  • [図書] 基礎から学ぶ植物代謝生化学2018

    • 著者名/発表者名
      水谷 正治、士反 伸和、杉山 暁史
    • 総ページ数
      328
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      4758120900

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公開日: 2019-12-27  

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