好気性微生物を用いたハイスループット解析によるアーキア工学ツールの作製

使用需氧微生物通过高通量分析创建古菌工程工具

• 批准号: 20K15442
• 负责人: 古林 真衣子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15442/
• 关键词: アーキア; カロテノイド; ハロアーキア; 好熱性細菌; 合成生物学

アーキアが細菌・真核生物に並んで生命の第3のドメインだと発見されてから40年余、生命起源への進化的興味から多様な生物機能の工学応用まで、アーキアを対象とした研究はますます注目を浴びている。しかしアーキアの生物工学ツールの開発は他の生物と比較して遅れているとも言える：真核生物と細菌は、合成生物学や蛋白質工学技術が急速に進んでいるのに対し、アーキアで使える合成生物学ツールは報告が少ないのが現状である。本研究では、好気性ハロアーキアおよび好気性好熱性細菌を利用して、アーキアで広く使えうる合成生物学ツールをハイスループットに作製・整備することを目指す。本研究で着目するHalobacterium, Thermus は共にカロテノイドを生合成して環境耐性を獲得しているが、これらの生物がもともと持っているカロテノイド経路遺伝子を応用することにより工学ツールの開発を目指す。本年度は、昨年度に引き続き、好熱菌、好塩菌の生育条件の検討、およびツール整備を行った。ここでは、プロモータ等の遺伝子パーツのラインナップを増やし、広域ベクターに組み込んだ。ここで使用するベクターについて、生育条件の検討が必要であった。今後は当該ベクターだけでなく、他の生物由来のプラスミドベクターについても検討したい。また、複数の好熱菌を入手し、それらの細菌の生産するカロテノイドを分析した。さらに、ゲノム配列を解析し、生合成遺伝子の候補を同定した。

自从发现Archae与细菌和真核生物一起生活的第三个领域以来，已经过去了40多年，重点关注考古学的研究一直在引起人们的关注，从对生命起源的进化兴趣到各种生物学功能的工程应用。但是，可以说，Archea的生物工程工具的开发是其他生物的背后：真核生物和细菌正在迅速发展合成生物学和蛋白质工程技术，而目前几乎没有关于Archea可用合成生物学工具的报道。这项研究旨在创建和开发合成生物学工具，这些工具可以在高通量中使用有氧晕圈和有氧嗜热细菌广泛用于考古学。我们在这项研究中关注的盐杆菌和热素，生物合成的类胡萝卜素以实现环境抗性，并通过应用这些生物所具有的类胡萝卜素途径基因，我们旨在开发工程工具。今年，在去年之后，我们研究了嗜热细菌和卤素细菌的生长条件，并开发了工具。在这里，基因部分（例如启动子）的阵容被扩展并纳入广域矢量。必须检查此处使用的向量的生长条件。将来，我们不仅要考虑上述矢量，还要考虑质粒向量，这些向量来自其他生物体。此外，还获得了多种嗜热细菌，并分析了这些细菌产生的类胡萝卜素。此外，分析了基因组序列以鉴定候选生物合成基因。