酵母の不飽和脂肪酸類の代謝制御に関する分子生物学、分子遺伝学的研究

研究目的 現在、地球温暖化や二酸化炭素削減が大きな問題となっている。微生物や酵素を利用したバイオプロセスは、化学プロセスに比べて反応の選択性が極めて高く、高付加価値化合物の効率的な生産が可能であり、製造プロセスの省エネルギー化、環境負荷の軽減が可能となる。しかし、そのためには微生物の機構を解明し、生物の持つ機能を有効に活用する技術を開発する必要がある。上記の観点から我々は、多くの学問的蓄積が有る酵母で、健康維持に重要な希少高度不飽和脂肪酸や、化成品原料を高効率生産するバイオプロセス技術の開発を目指している。本研究では、石油に依存しない化学ポリマーの原料となる脂肪酸として、リシノール酸の酵母での生産を試みた。実験結果 まず酵母での脂質蓄積能を向上させることを試みた。酵母において脂肪は主に中性脂肪(トリグリセリド,TG)の形で蓄積されるため、TG合成の最終段階の酵素dgalを高発現させた。その結果、脂肪酸含量をコントロール株に比べて約3.4倍にまで増加させることができた。次に異種遺伝子の導入によるリシノール酸の生産を試みた。リシノール酸合成遺伝子FAH12(ヒドロキシラーゼ)を酵母で発現させたところ、増殖阻害が見られた。これは、酵母が本来持たない脂肪酸を生産したために、細胞膜の組成が変わり、そのストレスで増殖阻害が起きたと考えられる。しかし、この酵素が温度感受性であり、高温では殆ど活性の無いことを見いだした。そこで予め活性のない高温で培養し、その後で低温培養することにより、リシノール酸を高効率に生産する事ができた。今後、酵母細胞の脂質含量を上げることができればリシノール酸生産酵母として実用化が可能になることが見込まれる。

研究目的 現在、地球温暖化や二酸化炭素削減が大きな問題となっている。微生物や酵素を利用したバイオプロセスは、化学プロセスに比べて反応の選択性が極めて高く、高付加価値化合物の効率的な生産が可能であり、製造プロセスの省エネルギー化、環境負荷の軽減が可能となる。しかし、そのためには微生物の機構を解明し、生物の持つ機能を有効に活用する技術を開発する必要がある。上記の観点から我々は、多くの学問的蓄積が有る酵母で、健康維持に重要な希少高度不飽和脂肪酸や、化成品原料を高効率生産するバイオプロセス技術の開発を目指している。本研究では、石油に依存しない化学ポリマーの原料となる脂肪酸として、リシノール酸の酵母での生産を試みた。実験結果 まず酵母での脂質蓄積能を向上させることを試みた。酵母において脂肪は主に中性脂肪(トリグリセリド,TG)の形で蓄積されるため、TG合成の最終段階の酵素dgalを高発現させた。その結果、脂肪酸含量をコントロール株に比べて約3.4倍にまで増加させることができた。次に異種遺伝子の導入によるリシノール酸の生産を試みた。リシノール酸合成遺伝子FAH12(ヒドロキシラーゼ)を酵母で発現させたところ、増殖阻害が見られた。これは、酵母が本来持たない脂肪酸を生産したために、細胞膜の組成が変わり、そのストレスで増殖阻害が起きたと考えられる。しかし、この酵素が温度感受性であり、高温では殆ど活性の無いことを見いだした。そこで予め活性のない高温で培養し、その後で低温培養することにより、リシノール酸を高効率に生産する事ができた。今後、酵母細胞の脂質含量を上げることができればリシノール酸生産酵母として実用化が可能になることが見込まれる。