【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】24246134 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

進化工学 / マルチオミクス / ストレス耐性 / 物質生産 / ゲノムスケールモデル

【研究成果の概要】

微生物を細胞工場として高度化するためには、バイオプロセスにおいてストレスに耐性を賦与することが重要である。本研究では、大腸菌の長期植え継ぎ培養自動化システムを開発し、バイオ化成品生産のためのストレスに対して耐性を獲得した進化株を取得する方法を開発した。進化株と親株をマルチオミクス解析し、両株の細胞内状態の解明を行った。また、ゲノムスケールの代謝反応モデルを用いてin silico予測された目的物質生産のための代謝経路デザイン株をバイオプロセス環境に適応進化させることにより、生産最適化株を創製する。こうした研究を統合的に進めることにより、バイオ燃料・化成品生産のための大腸菌細胞工場を創製する。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)

【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】21360401 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲノム / DNAマイクロアレイ / 変異解析 / ストレス耐性 / 進化工学 / バイオプロダクション / 発現プロファイル / 比増殖速度

【研究成果の概要】

本研究においては、進化工学に基づき長期植え継ぎ培養を行って、5%濃度のエタノールに耐性を示す大腸菌の細胞6株を取得した。DNAマイクロアレイを用いてストレス耐性株と親株の遺伝子発現量を網羅的に比較した。全ての遺伝子の発現量データを主成分解析したところ、ストレスに耐性を示す株は共通的にアミノ酸合成に関与する遺伝子の発現量が特徴的に変化していることが確認された。培地中にこの遺伝子発現変化に基づくアミノ酸を添加したところ、ストレス環境下において、増殖速度が大きくなることが示された。また、全ゲノム一塩基レベルの変異解析を行ったところ変異の数は大きくなくまた独立に得られた進化株に共通性がないことなどから、変異のストレス耐性への寄与は大きくないことが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)