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Realization of super-efficient metabolism in the microalga Nannochloropsis using genome editing

利用基因组编辑实现微藻微拟球藻的超高效代谢

基本信息

批准号：
21K05365
负责人：
藤江誠
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

(1)「Carbonic Anhydrase、BiCarbonate Transporterの各遺伝子をゲノム編集で逐次破壊し、光合成能力と増殖特性の変化を解析する。」　　ゲノム編集により、CA2遺伝子の破壊株、及び、CA3遺伝子の1アミノ酸置換変異株を取得した。これらの株の増殖状況を解析したところ、CA3遺伝子の変異株は高濃度のCO2通気に対して明確な耐性を示した。CA2遺伝子破壊株は、高CO2条件で、野生株よりも若干増殖能力が高かった。BiCarbonate Transporterに代えてC代謝のsink側に位置するUDP-Glucose合成遺伝子の破壊を試み、２種類のUDP-Glucose合成遺伝子をゲノム編集で破壊した。(2)「マイクロプレートによる培養系と培養液の細胞中の脂質を蛍光プレートリーダーで高速定量する実験系の確立とタギングライブラリーの構築」　　マイクロプレートによるナンノクロロプシスの培養系、タギングライブラリーの構築は2021年度で実現した。細胞中の脂質を染色する実験系は、個々の株レベルでは構築に成功した。(3)「ゲノム編集株をポジティブセレクションするためのマーカー遺伝子としてorotidine-5-phosphate decarboxylaseを検証する。」　　FOAによるポジティブセレクションを可能とするorotidine-5-phosphate decarboxylase及び、2-FAによるポジティブセレクションを可能とするアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ（APRT）の破壊を試みた。ゲノム編集用プラスミドを導入し制限濃度の薬剤を加えた培地で選抜したところ通常よりも長期間の培養で、FOAや2-FAに耐性のコロニーが出現した。しかし、これらの株ではゲノム編集は確認されていない。

(1)"Carbonic Anhydrase, BiCarbonate Transporter and their respective genes must be compiled and analyzed successively, and changes in photosynthetic ability and reproductive characteristics must be analyzed." The CA2 gene was isolated from the CA3 gene and the CA3 gene was isolated from the CA3 gene. The growth status of these plants was analyzed, and the tolerance of CA3 mutants to high CO2 concentrations was clearly demonstrated. CA2 strains have high reproductive ability under high CO2 conditions. BiCarbonate Transporter: A Study on the Development of UDP-Glucose Synthesis Genes at the Sink Side of C Metabolism, and a Compilation of Two Types of UDP-Glucose Synthesis Genes (2)"Construction of culture system and lipid profile in culture medium with high speed quantification" will be completed in 2021. Lipid staining in cells is a successful construction of cells. (3)"We need to compile a complete set of strains to verify the presence of orotidine-5-phosphate decarboxylase." FOA can be used for orotidine-5-phosphate decarboxylase and 2-FA can be used for orotidine-5-phosphate decarboxylase (APRT). In general, the concentration of FOA and 2-FA in the medium is higher than that in the medium. In addition, it is necessary to compile and confirm the contents of the book.