油脂生産性糸状菌の遺伝子操作技術基盤の構築と分子育種による有用脂肪酸生産への応用

油脂生産糸状菌Mortierella alpina 1S-4を用いたエイコサペンタエン酸（EPA）など有用脂肪酸の発酵生産法の開発に向けて、本研究では以下の3点に関する研究を行った。【A. 広範に応用可能な遺伝子破壊技術の構築】1年目に構築した遺伝子破壊技術に加え、近縁種も含め種々の宿主において遺伝子破壊が可能な技術の構築を試みた。単純ヘルペスウイルスのもつチミジンキナーゼ（HSVtk）は、5-フルオロ-2’-デオキシウリジン（F2dU）をリン酸化することで毒性物質に変換する。本研究では、M. alpinaにおける致死性を確認し、最適F2dU濃度を決定した。【B. 遺伝子破壊による脂質漏出生産株の作出】M. alpinaにおいて脂質漏出に関与が推測される数遺伝子を特定・破壊し、脂質漏出株の作出を試みた。結果、このうち１種類の遺伝子破壊株において、脂質漏出化が確認された。現在、詳細な漏出生産量の評価及び培養法の確立を進めている。【C. EPA生産にも関与するΔ12不飽和化酵素遺伝子の破壊による希少脂肪酸生産】ミード酸（20：3ω9）は、関節炎の抑制など有用な生理活性効果が期待されているが、自然界には幼児の関節やへその緒などに存在が知られるのみで、蓄積資源は知られていない。M. apinaは、野生株ではミード酸は蓄積しないが、ARAやEPA生合成経路の中間体としてミード酸を経由していることが示唆される。そこで、ミード酸からARAへの変換を担うΔ12不飽和化酵素の遺伝子を破壊することで、ミード酸生産を試みた。結果、Δ12不飽和化酵素遺伝子の破壊株は、ミード酸を総脂肪酸のうち約10%蓄積することを確認した。これにより、EPAなどのω3系脂肪酸とARAなどのω6系脂肪酸を蓄積しない、飽和脂肪酸とミード酸をはじめとするω9系脂肪酸のみで構成される脂肪酸組成を示す株の作製に成功した。

油脂生産糸状菌Mortierella alpina 1S-4を用いたエイコサペンタエン酸（EPA）など有用脂肪酸の発酵生産法の開発に向けて、本研究では以下の3点に関する研究を行った。【A. 広範に応用可能な遺伝子破壊技術の構築】1年目に構築した遺伝子破壊技術に加え、近縁種も含め種々の宿主において遺伝子破壊が可能な技術の構築を試みた。単純ヘルペスウイルスのもつチミジンキナーゼ（HSVtk）は、5-フルオロ-2’-デオキシウリジン（F2dU）をリン酸化することで毒性物質に変換する。本研究では、M. alpinaにおける致死性を確認し、最適F2dU濃度を決定した。【B. 遺伝子破壊による脂質漏出生産株の作出】M. alpinaにおいて脂質漏出に関与が推測される数遺伝子を特定・破壊し、脂質漏出株の作出を試みた。結果、このうち１種類の遺伝子破壊株において、脂質漏出化が確認された。現在、詳細な漏出生産量の評価及び培養法の確立を進めている。【C. EPA生産にも関与するΔ12不飽和化酵素遺伝子の破壊による希少脂肪酸生産】ミード酸（20：3ω9）は、関節炎の抑制など有用な生理活性効果が期待されているが、自然界には幼児の関節やへその緒などに存在が知られるのみで、蓄積資源は知られていない。M. apinaは、野生株ではミード酸は蓄積しないが、ARAやEPA生合成経路の中間体としてミード酸を経由していることが示唆される。そこで、ミード酸からARAへの変換を担うΔ12不飽和化酵素の遺伝子を破壊することで、ミード酸生産を試みた。結果、Δ12不飽和化酵素遺伝子の破壊株は、ミード酸を総脂肪酸のうち約10%蓄積することを確認した。これにより、EPAなどのω3系脂肪酸とARAなどのω6系脂肪酸を蓄積しない、飽和脂肪酸とミード酸をはじめとするω9系脂肪酸のみで構成される脂肪酸組成を示す株の作製に成功した。