Development of gene replacement method and its application to generation of useful organic acids producer in citric acid-hyperproducing filamentous fungus
基因替换方法的建立及其在高产柠檬酸丝状真菌中产生有用有机酸生产剂中的应用
基本信息
- 批准号:20J12091
- 负责人:
- 金额:$ 1.09万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2020
- 资助国家:日本
- 起止时间:2020-04-24 至 2022-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究では、クエン酸高生産糸状菌(カビ)である Aspergillus tubingensis WU-2223L を宿主としてゲノム編集を駆使し、クエン酸生産機構の解明および生産機構の適切な改変(利用)による有用有機酸生産菌の育種を目的としている。本年度では、前年度に明らかにしたクエン酸高生産に主たる寄与をするミトコンドリアのクエン酸輸送体遺伝子cocAを標的として「クエン酸生産の抑制」と「アコニット酸生産の促進」を指向した代謝工学的育種を実施した。「アコニット酸生産の促進」としてA. terreusの有するcis-アコニット酸輸送体遺伝子を遺伝子置換法によりcocA遺伝子座に挿入(置換)すると、クエン酸生産量は親株と比較して約60%減少し、親株には認められない「アコニット酸の菌体外への蓄積」が確認された。すなわち、ミトコンドリア輸送系の置換によりアコニット酸の蓄積の促進とクエン酸生産の抑制に成功した。一方、排出されたアコニット酸の生産量は1 g/L未満とクエン酸のそれ(60 g/L)と比較して低収量であった。そこでクエン酸(アコニット酸の前駆体)のさらなる菌体内への蓄積による収量増加を狙い、既知のクエン酸輸送体遺伝子cexAをノックアウトしたところクエン酸の生産量は90%以上激減したが、trans-アコニット酸の生成量も約50%減少した。また対照的に、cexAの高発現によりクエン酸およびtrans-アコニット酸の収量が増大することも見出し、すなわちクエン酸排出タンパクCEXAにはtrans-アコニット酸の排出活性があるという世界初の知見を得た。以上より、本年度ではクエン酸生産菌を宿主にミトコンドリアの改変を通じた「クエン酸生産の抑制」および「有用有機酸生産へ代謝の転換(=生産の促進)」が可能であることを、trans-アコニット酸生産菌の育種を実例に示すことができた。
The purpose of this study was to identify Aspergillus tubingensis WU-2223L as a host for the production of useful organic acids. This year, the main purpose of high acid production is to promote the development of metabolic engineering. "Promotion of Acid Production" A. Terreus has been identified as having a 60% decrease in acid production compared to parent plants by the method of substitution of coca-based acid transporter genes. The replacement of the transport system for the production of organic acids and the promotion of their accumulation were successful. 1 g/L of acid was produced and the amount of acid discharged was 60 g/L. The production of trans-3-carboxylic acid increased by more than 90% and the production of trans-3-carboxylic acid decreased by about 50%. CexA is the first discovery in the world that the activity of CexA in the removal of trans-6-carboxylic acid increases with the increase in the amount of trans-6-carboxylic acid. This year, we have been able to demonstrate the possibility of improving the host environment of acid producing bacteria by inhibiting acid production and improving the metabolism of useful organic acids production.
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ゲノムおよび代謝産物の分析に基づくクエン酸高生産菌Aspergillus tubingensis WU-2223Lのマイコトキシン非生産性の検証
基于基因组和代谢物分析验证高柠檬酸生产者塔宾曲霉 WU-2223L 不产生霉菌毒素
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:柴田 朗;吉岡 育哲;中川 博之;桐村 光太郎
- 通讯作者:桐村 光太郎
クエン酸高生産糸状菌 Aspergillus tubingensis (A. niger) WU-2223L の育種を目的とした CRISPR/Cas9 システムを利用した遺伝子置換法の開発
利用CRISPR/Cas9系统开发基因替换方法用于产柠檬酸丝状真菌塔宾曲霉(A. niger)WU-2223L的选育
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:吉岡 育哲;桐村 光太郎
- 通讯作者:桐村 光太郎
ゲノム編集システムを用いたクエン酸生産糸状菌におけるミトコンドリア局在型クエン酸輸送体遺伝子ノックアウト株の作製と性能評価
使用基因组编辑系统在产柠檬酸丝状真菌中创建线粒体定位的柠檬酸转运蛋白基因敲除菌株并进行性能评估
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:大浦 智之;吉岡 育哲;脇本 紗梨;桐村 光太郎
- 通讯作者:桐村 光太郎
クエン酸高生産菌Aspergillus tubingensis WU-2223Lのドラフトゲノムの決定
柠檬酸生产菌塔宾曲霉 WU-2223L 基因组草图的测定
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:吉岡育哲;高橋弘喜;楠屋陽子;矢口貴志;桐村光太郎
- 通讯作者:桐村光太郎
3)Draft genome sequence of Aspergillus tubingensis WU-2223L, a citric acid-producing filamentous fungus belonging to Aspergillus section Nigri
3)塔宾曲霉WU-2223L的基因组序列草图,一种产柠檬酸的丝状真菌,属于黑曲霉组
- DOI:10.1128/mra.00702-20
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0.8
- 作者:Yoshioka;I.;Takahashi;H.;Kusuya;Y.;Yaguchi;T.;and Kirimura;K.
- 通讯作者:K.
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- DOI:
- 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
吉岡 育哲;高橋 弘喜;楠屋 陽子;矢口 貴志;桐村 光太郎 - 通讯作者:
桐村 光太郎
ゲノム編集システムを用いたクエン酸生産糸状菌におけるミトコンドリア局在型クエン酸輸送体遺伝子ノックアウト株の作製と性能評価(Properties of knock-out strains generated by the genome editing system in relation to genes encoding mitochondrial organic acid transporter proteins in citric acid-producing Aspergillus tubinge
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- 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
大浦 智之;吉岡 育哲;脇本 紗梨;桐村 光太郎 - 通讯作者:
桐村 光太郎
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寻找“自然化单子论”的起源:莫佩尔蒂是否误解了莱布尼茨?
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
吉岡 育哲;高橋 弘喜;楠屋 陽子;矢口 貴志;桐村 光太郎;三浦隼暉 - 通讯作者:
三浦隼暉
Komagataeibacter 属酢酸菌の遺伝子操作法の開発
醋杆菌属Komagataeibacter基因操作方法的开发
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
柴田 朗;吉岡 育哲;中川 博之;桐村 光太郎;山下 璃貢,片岡 尚也,松谷 峰之介,Gunjana Theeragool,松下 一信,藥師 寿治 - 通讯作者:
山下 璃貢,片岡 尚也,松谷 峰之介,Gunjana Theeragool,松下 一信,藥師 寿治
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