油糧酵母を用いて褐藻から油脂への新しい炭素の流れを創造するための基盤研究

使用油酵母创造从褐藻到油和脂肪的新碳流的基础研究

• 批准号: 22K05411
• 负责人: 河井 重幸
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ishikawa Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05411/
• 关键词: 褐藻; アルギン酸; マンニトール; 油糧酵母; Yarrowia lipolytica; 油脂; モノウロン酸; アルギン酸リアーゼ

我が国の海域を含む世界の海域では膨大な量の炭素が褐藻（コンブやアカモクなど）として海中に固定されている。本研究の目的は、褐藻および褐藻に含まれるアルギン酸とマンニトールから高い効率で油脂を生産できる油糧酵母Yarrowia lipolytica（Yli）株を構築し、そのYli株を用いて褐藻から油脂を生産する油脂生産系を確立すること、すなわちYli株を用いて褐藻から油脂への新しい炭素の流れを創造することである。既に、DEH（褐藻の主要多糖アルギン酸がエンド型およびエキソ型アルギン酸リアーゼで分解されて生成するモノウロン酸）資化に必要な4つの遺伝子をYli Po1f株に導入することによりDEHを資化できるようにした代謝改変Yli株を構築済みである。目的達成のための基盤研究として本年度は、①代謝改変Yli株におけるDEH代謝の律速段階の特定とDEH資化能の向上、②Yli株のマンニトール代謝機序の解明、③エンド型アルギン酸リアーゼのYli株での分泌発現とYli株で最も多く分泌されるエキソ型アルギン酸リアーゼの特定を試みた。①に関しては、DEH資化に必要な4つの遺伝子の各々を代謝改変Yli株で追加発現させたところ、若干のDEH資化能の向上を確認した。②に関しては、RNA-seq解析により、マンニトールの代謝に必要なマンニトールデヒドロゲナーゼ候補遺伝子とマンニトール輸送体候補遺伝子を見いだした。③に関しては、エンド型アルギン酸リアーゼA1-Iの分泌発現プラスミド（XPR2シグナル配列を含む）を導入したYli株を構築し、本株を用いてYli株におけるA1-Iの細胞外発現に成功した。A1-Iの細胞外発現にXPR2シグナル配列が効果的であることが明らかとなった。他方、エキソ型アルギン酸リアーゼ（Atu3025、oalC6、AlyA5）各遺伝子の分泌発現プラスミドを導入したYli株を構築した。

I の waters を が countries including む の world waters で は swelled な quantity の carbon が brown algae (コ ン ブ や ア カ モ ク な ど) と し て sea に fixed さ れ て い る. Purpose の this study は, brown algae お よ び brown algae に containing ま れ る ア ル ギ ン acid と マ ン ニ ト ー ル か ら high い sharper rate で grease を production で き る bread yeast Yarrowia oil Lipolytica (Yli) plant を build し, そ の Yli を strains with い て brown algae か ら grease を production す る を oil production department establish す る こ と, す な わ ち Yli を strains with い て brown algae か ら grease へ の new し い carbon の flow れ を create す る こ と で あ る. Both に, DEH (brown algae polysaccharide の main ア ル ギ ン acid が エ ン ド type お よ び エ キ ソ type ア ル ギ ン acid リ ア ー ゼ で decomposition さ れ て generated す る モ ノ ウ ロ ン acid) endowment the に necessary な 4 つ の heritage 伝 son を Yli Po1f strains に import す る こ と に よ り DEH を endowment the で き る よ う に し た metabolic change - Yli strains を build 済 み で あ る. Aim to achieve の た め の base plates と し て は this year, (1) metabolic change - Yli strains に お け る DEH metabolic の law speed Duan Jie の specific と DEH endowment can の upward, (2) Yli strains の マ ン ニ ト ー ル metabolic machine sequence の uttered, (3) エ ン ド type ア ル ギ ン acid リ ア ー ゼ の Yli strains で の secretion 発 now と Yli strains で most も く secrete more さ れ る エ キ ソ Type ア ギ ギ ギ <s:1> acid リア ゼ <s:1> specific を test みた. 1) に masato し て は, DEH endowment に necessary な 4 つ の heritage 伝 son の each 々 を metabolic change - Yli strains で additional 発 now さ せ た と こ ろ, several の DEH endowment can の upward を confirm し た. (2) に masato し て は, RNA - seq parsing に よ り, マ ン ニ ト ー ル に の metabolism necessary な マ ン ニ ト ー ル デ ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ alternate heritage 伝 son と マ ン ニ ト ー ル conveying body alternate heritage 伝 を son see い だ し た. (3) に masato し て は, エ ン ド type ア ル ギ ン acid リ ア ー ゼ A1 -i の secretion 発 now プ ラ ス ミ ド (XPR2 シ グ ナ ル go を む) を import し た Yli plant を build し, this plant を い て Yli strains に お け る A1 -i の extracellular 発 に success now し た. In A1-I <s:1> cells, にXPR2シグナ となった is found to be in combination with が active である となった とが and ら となった となった. Type, the other エ キ ソ ア ル ギ ン acid リ ア ー ゼ (Atu3025 oalC6 AlyA5) each legacy 伝 son の secretion 発 now プ ラ ス ミ ド を import し た Yli strains を build し た.

项目成果

油糧酵母Yarrowia lipolyticaにおけるアルギン酸リアーゼの細胞外発現とマンニトール資化性

油酵母解脂耶氏酵母中藻酸盐裂解酶的胞外表达和甘露醇利用

• 发表时间: 2023
• 作者: 高波 聖花;橋本 渉;河井 重幸
• 通讯作者: 河井 重幸