ゲノム情報に基づいた高性能バイオポリエステル生産微生物の分子育種

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微生物が合成するポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は環境低負荷型の生分解性プラスチックとして注目されている。本研究では微生物ゲノム情報を基盤として、物性の優れた共重合PHAを効率生産する微生物を分子育種することを目指す。昨年度に作製した、染色体上のPHAシンターゼ遺伝子を広基質特異性のA. caviae由来遺伝子に相同性組換えにより特異的に置換したRalstonia eutropha H16CAC株は1%植物油を炭素源として非常に良好に増殖し、従来の組換え株の1.9倍の菌体量と1.2倍の蓄積率で3-ヒドロキシヘキサン酸(3HHX)ユニットを含むP(3HB-co-3HHX)を生合成することを見いだした。しかし3HHx分率がlmol%以下と高くないため、その向上が今後の課題である。またR.eutrophaはグルコース資化能を示さないが、セルロース由来グルコースを原料としてPI4A生合成するため、エタノール発酵菌Zymomonas mobilis由来のグルコーストランスポーター遺伝子がglfを広宿主域プラスミドにより導入した鰍換え株を作製し、増殖能を検討した。その結果、本組換え株は低い増殖速度ながらもグルコース資化能を示し、2%グルコースから乾燥菌体重量あたり80 wt%のP(3HB)ホモポリマーを蓄積した。PHA生産能の評価のため、代謝物を網羅的に測定するメタボローム解析をPHA生産菌に適用した。前年度までに合成した各種構造・鎖長のアシルーCoAについてキャピラリー電気泳動一質量分析装置による分離同定か可能であることを確認し、さらに実際のR.eutropha菌体サンプルの分析で、各種アニオン性代謝物と共にこれらアシルーCoAチオエステルの分離同定および定量が可能であるごとを確認した。