2023 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of carbon cycling methanol bioeconomy using metabolism and physiology of C1-microorganisms and their molecular basis
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22H03802
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
由里本 博也 京都大学, 農学研究科, 准教授 (00283648)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 環境技術 / 応用微生物 / 発現制御 / メタン酸化 / メタノール誘導 / メタノール酵母 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．メタンからメタノールへの直接変換技術の開発
前年度に引き続き、メタノールセンサー酵母を用いて、新奇メタン酸化生体触媒の開発を行うとともに、新奇メタン酸化菌におけるメタン酸化酵素遺伝子の同定に向けた研究を行った。メタン酸化酵素候補遺伝子の破壊株を構築してメタン酸化活性を評価するとともに、多重遺伝子破壊を行うための育種系の構築を進めた。
２．酵母メタノール誘導制御機構の分子基盤解明
前年度に引き続き、メタノール酵母におけるメタノール濃度に応答したシグナル伝達経路に関する研究を進めた。Komagataella pfaffiiの濃度応答性メタノール誘導（CRMI）において、転写因子KpMxr1のリン酸化状態を調節するシグナル伝達因子の探索を目的として、KpMxr1のSaccharomyces cerevisiaeにおけるホモログであるScAdr1との物理的相互作用が示唆されるキナーゼ/ホスファターゼについて、K. phaffiiでのホモログ遺伝子の破壊株を作成し、メタノール培地での生育やCRMIへの影響を解析した。また、プロテインキナーゼSnf1複合体の構成因子のうち、KpGal83がメタノール誘導性遺伝子発現に必要であること、KpGal83とKpSnf1が培養炭素源に関わらず相互作用することを明らかにした。
３．植物生長促進効果をもつ葉面C1微生物の生理機能解析
前年度に引き続き、メタノールから生産するC1微生物菌体を新規微生物製剤として植物バイオマス増産に活用するための植物－微生物間相互作用の分子基盤解明に向けた研究を行った。メタノール細菌のギ酸脱水素酵素の応用機能開発やメタノール細菌のメタノール走化性に関する研究成果を報告するとともに、様々な植物試料から葉面酵母の単離と生育特性の解析を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
メタンからメタノールへの直接変換技術の開発については各種変異体発現株や遺伝子破壊用の構築が完了しており、概ね計画通りに進展している。酵母メタノール誘導制御機構の分子基盤解明については、CRMIのシグナル伝達に関与するキナーゼとホスファターゼの候補遺伝子を同定することができた。葉面C1微生物の生理機能解析についても、当初の計画通りに進展しており、葉面から単離した酵母株の特性解析を進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
メタンからメタノールへの直接変換技術の開発については、新規メタン酸化生体触媒の開発とその高発現系の構築を継続するとともに、新奇メタン酸化菌におけるメタン酸化酵素遺伝子を同定する。酵母メタノール誘導制御機構の分子基盤解明については、転写因子のDNA結合解析やキナーゼ／ホスファターゼの機能解析を進める。葉面C1微生物の生理機能解析については、C1細菌による生長促進効果の検証を進めるとともに、単離した葉面酵母についての特性解析を行う。
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