2014 Fiscal Year Annual Research Report
バイオマスの違いを認識してセルロソームタンパク質個々がゲノムから選別発現する機構
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25289293
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
植田 充美 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (90183201)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | セルロソーム / バイオマス / プロテオーム / リサイクルバイオテクノロジー / アーミング技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Clostridium属微生物群は、細胞表層に木材を直接分解できる酵素の超複合体であるセルロソームを持つ。もっとも機能進化したものをもつC. cellulovoransのゲノムの完全解析を世界に先駆けて完成させ、開発してきた細胞表層工学技術と共役させて、特許化（特願2009-100117）にも成功した。研究過程で、セルロソームを構成する実働酵素タンパク質は9種あるが、候補遺伝子は53種存在することを見出した。開発してきたモノリスカラムによるプロテオーム解析から、この9種の酵素タンパク質個々が「バイオマスの種類により、時間とともに変化する」という興味深い事実を発見した。微生物がバイオマスを分解して生育するための「未来型バイオマス前処理」として、実働9種のタンパク質のゲノム53種からの選別発現の分子機構の解析と応用を目的とする。本年度は、セルロソームのプロテオームを、経時的かつ、定量的に解析することにより、基質ごとのセルロソーム構成の酵素タンパク質群の相互定量から全貌を明らかにした。候補遺伝子は５３種から９種の酵素タンパク質個々が「バイオマスの種類により変化する」ことや、「時間とともに変化する」という興味深い事実を検証した。また、セルロソームタンパク質の遺伝子の選別発現を分子レベルで解析するために、宿主ベクター系の開発の遅れている宿主ベクターを開発を行いつつある。
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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
セルロソームの中でも、もっとも機能進化したものと考えられるセルロソームをもつClostridium cellulovoransのゲノムの完全解析研究過程で、セルロソームを構成する実働酵素タンパク質は９種あるが、その候補遺伝子は５３種存在することを見出した。我々の開発してきたＨＰＬＣ用高性能・高度分離シリカモノリスキャピラリーカラムによるフォーカスドプロテオーム解析を活用して、この９種の酵素タンパク質個々が「バイオマスの種類により変化する」ことや、「時間とともに変化する」という興味深い事実を検証していくとともに、この微生物の機能を用いて、バイオマスを分解して利用するための「未来型バイオマス前処理」として、この実働９種のタンパク質のゲノム５３種からの選別発現の分子機構の全貌を解明するとともに、未知の部分の多い実バイオマスの細胞壁の化学構造も明らかにしつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
この微生物の機能を用いて、バイオマスを分解して利用するための「未来型バイオマス前処理」として、開発した宿主ベクター系を用いて、この実働９種のタンパク質のゲノム５３種からの選別発現の分子機構の全貌を解明するとともに、未知の部分の多い、実バイオマスの細胞壁の化学構造も明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
研究継続につき、残額を次年度の必要経費に組み入れる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品経費として使用する予定である。
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