Establishment of carbon cycling methanol bioeconomy using metabolism and physiology of C1-microorganisms and their molecular basis

利用C1-微生物的代谢和生理学及其分子基础建立碳循环甲醇生物经济

• 批准号: 22H03802
• 负责人: 由里本 博也
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyoto University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03802/
• 关键词: 環境技術; 応用微生物; バイオテクノロジー; 発現制御; 生体機能利用; メタン酸化; メタノール誘導; メタノール酵母

１．メタンからメタノールへの直接変換技術の開発我々がこれまでに独自に開発したメタノールセンサー酵母を用いて、新奇メタン酸化生体触媒の開発を行うとともに、我々が見出した新奇メタン酸化菌におけるメタン酸化酵素遺伝子の同定に向けた研究を行った。これまでに開発したメタン酸化生体触媒へのランダム変異や部位特異的変異の導入を進めた。新奇メタン酸化菌における遺伝子破壊や遺伝子高発現を行うために、栄養要求性変異株の取得と分子育種系の構築を進めるとともに、メタン酸化酵素候補遺伝子を破壊するための遺伝子断片を作成した。２．酵母メタノール誘導制御機構の分子基盤解明メタノール酵母による異種タンパク質高生産の根幹を担う「強力なメタノール誘導性遺伝子発現」という本酵母の重要形質を制御する、各種転写因子の作用機構、メタノール濃度に応答したシグナル伝達経路に関する研究を進めた。Komagataella pfaffiiにおいて、メタノール濃度情報がプロテインキナーゼPkc1を経て転写活性化因子Mxr1に伝達され、Mxr1のリン酸化レベルがメタノール濃度に応じて変化することを明らかにした。さらにプロテインキナーゼSnf1複合体のメタノール誘導における役割について、複合体を構成するサブユニットの遺伝子破壊株構築と表現型解析を進めた。３．植物生長促進効果をもつ葉面C1微生物の生理機能解析葉面C1微生物の植物上での生存戦略と植物生長促進に関わる代謝生理機能を解析し、メタノールから生産するC1微生物菌体を新規微生物製剤として植物バイオマス増産に活用するための植物－微生物間相互作用の分子基盤解明に向けた研究を行った。メタノール細菌が生産するシデロフォアの役割を報告するとともに、様々な植物試料から葉面酵母の単離と生育特性の解析を進めた。

1. メ タ ン か ら メ タ ノ ー ル へ の directly variations in technical の 発 opened my 々 が こ れ ま で に に alone open 発 し た メ タ ノ ー ル セ ン サ ー yeast を with い て, novel メ タ ン acidification raw body catalyst の open 発 を line う と と も に, I 々 が shows し た novel メ タ ン acidification bacteria に お け る メ タ ン acidification enzyme heritage 伝 son の with fixed に to け た を line っ た. <s:1> れまでに develops たメタ たメタ acidified organism catalyst へ <s:1> ラ ダム ダム change や site-specific changes are introduced into を into めた. Novel メ タ ン acidification bacteria に お け る heritage 伝 son broken 壊 や heritage 伝 child high 発 line now を う た め に, tech students.their ownship と sex - different strains の get molecular breeding is の build を into め る と と も に, メ タ ン acidification enzyme alternate heritage 伝 son を broken 壊 す る た め の heritage 伝 son fragment を made し た. 2 Yeast メ タ ノ ー ル induction system of the royal institution の molecule substrate interpret メ タ ノ ー ル yeast に よ る heterogeneous タ ン パ ク の root dry mass high production を bear う "strong な メ タ ノ ー ル induced posthumous son 伝 発 now" と い う this important form quality yeast の を suppression す る, various planning write factor の institutions, メ タ ノ ー ル concentration に 応 answer し た シ グ ナ ル 伝 da 経 road に masato す を る research Go to めた. Komagataella pfaffii に お い て, メ タ ノ ー ル concentration intelligence が プ ロ テ イ ン キ ナ ー ゼ Pkc1 を 経 て planning write activation factor Mxr1 に 伝 da さ れ, Mxr1 の リ ン acidification レ ベ ル が メ タ ノ ー ル concentration に 応 じ て variations change す る こ と を Ming ら か に し た. さ ら に プ ロ テ イ ン キ ナ ー ゼ Snf1 complex の メ タ ノ ー ル induced に お け る service cut に つ い て, complex を す る サ ブ ユ ニ ッ ト の heritage 伝 son broken 壊 strains build と phenotype parsing を into め た. 3 Plant growth promoting unseen fruit を も つ foliar C1 microorganisms の physiological functional analytic foliar C1 の plant で の survival 戦 slightly と plant growth promoting に masato わ る metabolic physiology を analytical し, メ タ ノ ー ル か ら production す る C1 microbial bacteria を system of new rules on microbial tonic と し て plant バ イ オ マ ス raised production に use す る た め の between plants and microbes for each other Elucidate に to けた to study を lines った. メ タ ノ ー ル bacteria が production す る シ デ ロ フ ォ ア cut を の service report す る と と も に, others 々 な plant sample か ら foliar yeast の 単 from analytical を の と fertility features into め た.

项目成果

Komagataella phaffiiにおける転写因子Mxr1のメタノール濃度に依存したリン酸化制御

Komagataella phaffii 中转录因子 Mxr1 的甲醇浓度依赖性磷酸化调节

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上紘一;大澤晋;由里本博也;阪井康能
• 通讯作者: 阪井康能

葉圏C1微生物の生理・生態から明らかになる新たな炭素循環像とバイオスティミュラントとしての機能開発

从叶圈C1微生物的生理学和生态学及其生物刺激剂功能的发展揭示了新的碳循环图景

• 发表时间: 2023
• 作者: 阪井康能;由里本博也
• 通讯作者: 由里本博也

Komagataella phaffiiにおける濃度依存性メタノール誘導に重要な転写因子KpMxr1のリン酸化状態の解析

分析 KpMxr1 的磷酸化状态，KpMxr1 是 Komagataella phaffii 中浓度依赖性甲醇诱导的重要转录因子

• 发表时间: 2023
• 作者: 井上紘一;由里本博也;阪井康能
• 通讯作者: 阪井康能

Interaction between C1-microorganisms and plants: contribution to the global carbon cycle and microbial survival strategies in the phyllosphere

C1-微生物与植物之间的相互作用：对全球碳循环的贡献和叶际微生物的生存策略

• DOI: 10.1093/bbb/zbac176
• 发表时间: 2022
• 期刊: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
• 作者: Hiroya Yurimoto;Yasuyoshi Sakai
• 通讯作者: Yasuyoshi Sakai

Domain analyses and phospho-regulation of a transcription factor Mxr1 responsible for methanol-induced gene expression in Komagataella phaffii

Komagataella phaffii 中负责甲醇诱导基因表达的转录因子 Mxr1 的结构域分析和磷酸调节

• 发表时间: 2022
• 作者: Koichi Inoue;Shin Ohsawa;Hiroya Yurimoto;Yasuyoshi Sakai
• 通讯作者: Yasuyoshi Sakai