海洋性紅色光合成細菌による二酸化炭素を用いたPHA生産

海洋紫色光合细菌利用二氧化碳生产PHA

• 批准号: 20K12231
• 负责人: 樋口 美栄子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12231/
• 关键词: 紅色光合成細菌; ポリヒドロキシアルカン酸; 二酸化炭素固定

紅色光合成細菌は、大気中の二酸化炭素と窒素から光合成と窒素固定反応により、成長に必要な炭素源と窒素源を作り出すクリーンで持続可能な生産技術としての利用が期待できる有用な微生物のひとつである。本研究課題においては、海洋性の紅色光合成細菌をホスト生物として用い、二酸化炭素を直接炭素源としてポリヒドロキシアルカン酸（PHA）生産に利用し、環境負荷低減につながる新規の生産法を開発することを目的とした。今年度は、微生物生産において必須となる外来遺伝子の導入法についてペプチドを用いた手法を検討した。代表的な細胞透過性ペプチドであるTatペプチドのD-アミノ酸配列retro-invers型ペプチドであるdTatとマクロピノソームから細胞質への放出能を有するEEDドメインを、サルコシンリンカーで融合したdTat-Sar-EEDペプチドが植物細胞への遺伝子導入において有効であることが最近報告されている。このdTat-Sar-EEDペプチドを用いた海洋性の紅色光合成細菌への遺伝子導入を試みた。dTat-Sar-EEDペプチドを紅色光合成細菌の培養液に添加し、ペプチド/プラスミドDNA複合体を培養液に加え1時間反応させた。反応液を除去し、生育培地で一晩前培養し、カナマイシンを含む寒天培地で培養した結果、ペプチド濃度に依存してカナマイシン耐性コロニーが出現した。プラスミド抽出により、耐性コロニーにプラスミドが導入されていることを確認した。これらの結果から、dTat-Sar-EEDペプチドにより紅色光合成細菌への遺伝子導入が可能であることがわかった。また高いN/P比、前培養時間を長くする事が高い形質転換効率に重要であることなどを見出した。また、窒素ガスを窒素源として用いた際の二酸化炭素固定能について、様々な培養光環境の光独立栄養培養に与える影響を検討した。

Red は photosynthetic bacteria, large 気 の acidification carbon と smothering element か ら photosynthetic と smothering element fixed against 応 に よ り, grow に necessary な carbon source と smothering element source を as り out す ク リ ー ン で 続 may な production technology と し て の using が expect で き る な useful microorganisms の ひ と つ で あ る. This research topic に お い て は, maritime の red photosynthetic bacteria を ホ ス ト biological と し て carbon source directly with い, acidification carbon を と し て ポ リ ヒ ド ロ キ シ ア ル カ ン acid (PHA) production に using し, low environmental load reduction に つ な が る new rules の production method を open 発 す る こ と を purpose と し た. Our は, microbial production に お い て must と な る foreign heritage 伝 son の import method に つ い て ペ プ チ ド を with い た gimmick を beg し 検 た. Representative な cell permeability ペ プ チ ド で あ る Tat ペ プ チ ド の D - ア ミ ノ acid with column retro - invers ペ プ チ ド で あ る dTat と マ ク ロ ピ ノ ソ ー ム か ら cytoplasm へ の release can have す を る EED ド メ イ ン を, サ ル コ シ ン リ ン カ ー で fusion し た dTat - Sar - EED ペ プ チ ド が plant The recent report on the introduction of へ cultural heritage 伝 seeds into にお て て has the effect of である とが とが とが. <s:1> <s:1> dTat-Sar-EEDペプチドを was introduced into を with た た Marine <s:1> photosynthetic bacterium へ heritage 伝 to test みた. DTat - Sar - EED ペ プ チ ド を red に add し の photosynthetic bacteria broth, ペ プ チ ド / プ ラ ス ミ ド DNA complex に を broth plus え 1 time against 応 さ せ た. 応 solution を remove し, fertility culture で before a rainy night training し, カ ナ マ イ シ ン を containing む sees the petty で cultivate し た results, ペ プ チ に ド concentration dependent し て カ ナ マ イ シ ン patience コ ロ ニ ー が appear し た. プ ラ ス ミ ド spare に よ り, patience コ ロ ニ ー に プ ラ ス ミ ド が import さ れ て い る こ と を confirm し た. こ れ ら の results か ら, dTat - Sar - EED ペ プ チ ド に よ り red photosynthetic bacteria へ の posthumous son 伝 import が may で あ る こ と が わ か っ た. High い ま た N/P ratio, long before training time を く す る matter が high い form quality planning in working rate に important で あ る こ と な ど を shows し た. ま た, smothering ガ ス を smothering element source と し て in い た interstate の acidification carbon fixation, two can に つ い て, others 々 な cultivation environment の light independent tech students.their ownship keep に and え る influence を beg し 検 た.