Development of high lipid producing algal strains using a novel epigenomic editing method..

使用新型表观基因组编辑方法开发高产脂藻类菌株。

基本信息

批准号：
22H02481
负责人：
遠藤博寿
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Tsuruoka National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年、藻類を用いたバイオ燃料生産への関心が高まる中、遺伝子組換えによる代謝改変株の作出が盛んに行われている。しかしながら、既存の遺伝子操作技術で作出された変異体は、実験施設外へ持ち出すことができないため、現行の法規制の下では、屋外で培養を行い、大量に燃料を生産することは不可能である。そこで、本研究では我々が新たに開発した遺伝子発現抑制技術（以LOGS法）を用いて、海洋微細藻類（ハプト藻）の脂質合成能を強化し、バイオ燃料生産の実用化に資する変異株を作出することを目的とした。LOGS法は、特定の遺伝子の発現を長期間制御する方法であるが、開発されて間もない技術であるため、さらに改善・改良を加える必要がある。そこで、本年度は当該技術のオフターゲット（標的とする遺伝子以外にも影響を与えてしまうこと）について解析を行った。以前我々はハプト藻Pleurochrysis carterae種の光合成に関与する遺伝子（以下FCP）について、LOGS法を用いた発現制御に成功している。そこで、野生株を対象実験として、4株のFCP発現抑制株についてNGSによる網羅的な発現解析を行った。その結果、今回調べられた限りでは、標的遺伝子以外に極端に発現が変化した遺伝子は検出されなかった。次に、貯蔵脂質量の増加を目的として、脂質分解酵素をコードする遺伝子について、LOGS法を用いた発現抑制を行った。形質の異なるいくつかの変異株について脂質量を調べた結果、一部の株において顕著な貯蔵脂質の増加が確認された。また、廃液の藻体培養への応用利用に関する研究として、メタン発酵により生じる廃液（メタン発酵消化液）について解析を行った。その結果、ハプト藻Tisochrysis lutea種を用いた実験において、同消化液が一定の濃度条件において著しい細胞の増加とそれに伴うクロロフィル量の増加を促進することが示された。

近年来，使用藻类对生物燃料产生的兴趣增加了，并且已经积极地进行了基因改性生物的代谢改变菌株的产生。但是，使用现有基因工程技术生产的突变体不能从实验室中取出，因此根据当前的法律法规，不可能通过在户外培养大量燃料。因此，这项研究旨在使用新开发的基因表达抑制技术（以下简称为日志方法）来增强在海洋微藻（Haptoala）中合成脂质的能力，并产生有助于生物燃料生产的实际应用的突变株。日志方法是一种控制特定基因在很长一段时间内表达的方法，但是由于这是一种直到最近开发的技术，因此需要进一步的改进和改进。因此，今年我们分析了该技术的非目标（这影响了靶向基因以外的其他基因）。以前，我们已经成功控制了参与使用日志方法的Hapto algae pleurochrysis carterae物种（以下称为FCP）的基因表达。因此，在野生菌株的实验中，使用NGS对四种FCP表达抑制菌株进行了全面的表达分析。结果，就我们研究而言，未检测到具有极大表达的基因以外的其他基因。接下来，为了增加储存的脂质的量，使用对数方法抑制了编码脂质降解酶的基因的表达。研究了具有不同性状的几个突变体的脂质质量，并在某些菌株中证实了储存的脂质的显着增加。此外，作为一项关于废物液在藻类培养物中的应用的研究，对甲烷发酵产生的废物（甲烷发酵消化液）进行了分析。结果，在使用Hapto藻类tisochrysis lutea物种的实验中，结果表明，消化液可促进细胞水平的显着升高，并在某些浓度条件下添加叶绿素含量的增加。