酵母でのリシノール酸の生産に関する研究

我々は石油資源に依存しないウレタン原料として注目されているリシノール酸(RA)の酵母での発酵生産を研究している。RAは水酸基を含む特殊な脂肪酸なので通常の生物は合成できず、異種生物のRA合成遺伝子を酵母に導入したが、酵母が死滅し失敗した。しかしRAに耐性を示す遺伝子plg7を全遺伝子のスクリーニングより発見し、全脂肪酸の50%超の高いRA生産に成功した。更にplg7はホスホリパーゼをコードするが、その高発現により遊離のRAの細胞外への分泌生産に成功した。酵母は本来脂肪酸や脂質を分泌できないため、従来は脂肪を細胞より抽出後、脂肪酸を更に分離・精製していたが、我々の系では既に遊離した脂肪酸を培養と同時に培地中に分泌できるため、従来法に比べて菌株の培養と脂肪酸精製の両面で大幅なコスト削減が期待される。しかし、酵母は本来脂肪酸や脂質を分泌できないため、その分泌機構や関連遺伝子に関する知見は皆無であったため、本研究ではRA分泌に関与する新たな遺伝子を同定することにより RA分泌機構を解析すると同時に、分泌能力を増加させて効率的なRA分泌生産系の開発を目指した。遺伝子ライブラリーよりRAの分泌に関与する遺伝子のスクリーニング、また配列より脂質の代謝と輸送に関与すると考えられる遺伝子を網羅的に解析し、以下の結果を得た。1) 小胞体のメタロペプチダーゼerm1 の高発現がリシノール酸の分泌をコントロール株に比べて9０%阻害する。2)液飽膜のアミノ酸トランスポーターfnx2の高発現がリシノール酸の分泌を40%阻害する。3) ABCトランスポーターと呼ばれるトランスポーター群の一つであるabc3の高発現がリシノール酸の分泌を30%増加する。4) 遊離脂肪酸をCoA化するアシル-CoA合成酵素lcf1を高発現すると遊離RAに高効率でCoAが付加されて脂質へ取り込まれ、RAの分泌が減少する。

我々は石油資源に依存しないウレタン原料として注目されているリシノール酸(RA)の酵母での発酵生産を研究している。RAは水酸基を含む特殊な脂肪酸なので通常の生物は合成できず、異種生物のRA合成遺伝子を酵母に導入したが、酵母が死滅し失敗した。しかしRAに耐性を示す遺伝子plg7を全遺伝子のスクリーニングより発見し、全脂肪酸の50%超の高いRA生産に成功した。更にplg7はホスホリパーゼをコードするが、その高発現により遊離のRAの細胞外への分泌生産に成功した。酵母は本来脂肪酸や脂質を分泌できないため、従来は脂肪を細胞より抽出後、脂肪酸を更に分離・精製していたが、我々の系では既に遊離した脂肪酸を培養と同時に培地中に分泌できるため、従来法に比べて菌株の培養と脂肪酸精製の両面で大幅なコスト削減が期待される。しかし、酵母は本来脂肪酸や脂質を分泌できないため、その分泌機構や関連遺伝子に関する知見は皆無であったため、本研究ではRA分泌に関与する新たな遺伝子を同定することにより RA分泌機構を解析すると同時に、分泌能力を増加させて効率的なRA分泌生産系の開発を目指した。遺伝子ライブラリーよりRAの分泌に関与する遺伝子のスクリーニング、また配列より脂質の代謝と輸送に関与すると考えられる遺伝子を網羅的に解析し、以下の結果を得た。1) 小胞体のメタロペプチダーゼerm1 の高発現がリシノール酸の分泌をコントロール株に比べて9０%阻害する。2)液飽膜のアミノ酸トランスポーターfnx2の高発現がリシノール酸の分泌を40%阻害する。3) ABCトランスポーターと呼ばれるトランスポーター群の一つであるabc3の高発現がリシノール酸の分泌を30%増加する。4) 遊離脂肪酸をCoA化するアシル-CoA合成酵素lcf1を高発現すると遊離RAに高効率でCoAが付加されて脂質へ取り込まれ、RAの分泌が減少する。