日時：平成28年11月4日（金） （14：30から）
会場：産総研：臨海副都心センター
別館（バイオ・IT総合研究棟）11階 会議室
〒135‐0064 東京都江東区青海2‐4－7 電話：03‐3599‐8001
プログラム
14：30～15：30
「ビール酵母細胞壁を用いたプラントアクティベーターの開発」
Development of plant activator from brewing yeast cell wall
北川 隆徳（アサヒグループホールディングス㈱）
酵母中のβ-グルカンにエリシター活性があることは古くから知られている。様々な検討を重ねた結果、酵母細胞壁に肥料成分のPとKを添加して高温高圧下で反応させることにより、植物の生理活性を顕著に高めることのできるプラントアクティベーターの開発に成功した。生産現場での栽培試験の結果、特に水稲において収量を大きく増加させる効果があることがわかった。イネにおいては、病害抵抗性関連物質が合成され、次いでオーキシンが誘導されることが明らかになっている。また、本剤使用により水稲収穫量当たりの温室効果ガス排出量が低減されることも示され、「第25回地球環境大賞 農林水産大臣賞」を受賞した。本講演ではこれらの取組について紹介する。
15：30～16：30
Production of omega hydroxy-fatty acids and the carotenoid lycopene by Yarrowia lipolytica
Gerold Barth1, Michael Gatter1 and Falk Matthäus
1 Institute of Microbiology, TU Dresden, Zellescher Weg 20b, 01217 Dresden
Email: gerold.barth@tu-dresden.de
Abstract
The non-conventional yeast Y. lipolytica is well known for its ability to utilize and store hydrophobic substances. This ability can be used for multiple biotechnological applications like wastewater treatment and the production of singe cell oil or biodiesel. Furthermore, metabolic engineering of Y. lipolytica offers the opportunity to expand and modify the existing metabolic pathways. This increases the spectrum of possible applications and enables biotechnological processes like the production of ω-hydroxy fatty acids and lycopene.
The biotechnological production of ω-hydroxy fatty acids is of special interest since they can be used as monomers for the production of biobased plastics and as valuable components in lubricants, adhesives, cosmetics and anticancer therapeutics. To produce ω-hydroxy fatty acids with Y. lipolytica, β-oxidation was blocked by the deletion of six acyl-CoA oxidase genes (POX1-6). Additionally, the oxidation of the ω-hydroxy fatty acids during ω-oxidation was significantly reduced by the deletion of eight (fatty) alcohol dehydrogenase genes (FADH, ADH1-7) and one alcohol oxidase gene (FAO1). In doing so, the deletion of FAO1, which had not been described before, exhibited the highest effect. The POX, ADH and FAO1 deletion strain Y. lipolytica H222ΔPΔAΔF was able to convert n-alkanes to ω hydroxy fatty acids in large quantities.
Lycopene is a carotenoid with a deep red color and a strong antioxidant activity. Therefore, it is used as food additive, in the pharmaceutical industry and in cosmetics. To produce lycopene, the codon-optimized genes crtB and crtI of Pantoea ananatis were expressed in Y. lipolytica under the control of the native TEF1 promoter. Additionally, the rate-limiting genes for isoprenoid biosynthesis in Y. lipolytica, GGS1 and HMG1, were overexpressed to increase the production of lycopene. All of the genes were also expressed in a Y. lipolytica strain with deletions in POX1-6 and GUT2, which led to an increase in the size of lipid bodies and therefore an increased lycopene production. Lycopene is located mainly within lipid bodies, and increased lipid body formation leads to an increase in the lycopene storage capacity of Y. lipolytica.
（Yarrowia lipolyticaによるωヒドロキシ脂肪酸およびカロテノイド、リコペンの生産）
Gerold Barth1, Michael Gatter1 and Falk Matthäus（1ドレスデン工科大学）
要旨
non-conventional yeastの一種であるYarrowia lipolyticaは、疎水性物質を利用、蓄積する能力を持つことで広く知られている。この能力は廃水処理、Single Cell Oilおよびバイオディーゼルの生産など様々な分野で生物工学的に応用できる可能性がある。さらにY. lipolyticaのメタボリックエンジニアリングによって既存の代謝経路を拡張あるいは改変できるようになったことから、Y. lipolyticaの応用範囲が拡大し、ωヒドロキシ脂肪酸やリコペンの生産のような生物工学プロセスを構築することが可能になった。
ωヒドロキシ脂肪酸は、生物資源由来のプラスチックの生産の原料となるモノマーとして、また潤滑剤、接着剤、化粧品、抗癌剤などの有用化合物の原料としての用途を持つことから、その生物工学的生産には大きな意義がある。Y. lipolyticaを用いてωヒドロキシ脂肪酸を生産するため、6種のacyl-CoAオキシダーゼ遺伝子、POX1-6を破壊することにより、脂肪酸のβ酸化をブロックした。さらに8種の（脂肪族）アルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子、FADHおよびADH1-7とアルコールオキシダーゼ遺伝子、FAO1を破壊することにより、ω酸化経路でのωヒドロキシ脂肪酸の酸化を低下させた。これらアルコールの酸化に関わる酵素遺伝子の中では、特にこれまで報告のなかったFAO1の破壊により最も大きな効果が見られた。POX遺伝子群、ADH遺伝子群、FAO1を破壊したH222ΔPΔAΔF株は、n-アルカンから大量のωヒドロキシ脂肪酸を生産した。
リコペンは強い抗酸化活性を持つ深紅色のカロテノイドであり、この性質から食品添加物や化粧品成分として使用されており、また製薬産業でも利用されている。Y. lipolyticaを用いてリコペンを生産させるため、Pantoea ananatis由来のcrtBおよびcrtIのコドンを最適化し、Y. lipolytica自身のTEF1プロモーター下で発現させた。また、リコペンの生産量を増加させるためY. lipolyticaのイソプレノイド生合成の律速酵素遺伝子、GGS1とHMG1を高発現させた。これらの遺伝子をY. lipolyticaのPOX1-6およびGUT2の破壊株において発現させたところ、リコペンの生産量はさらに増加した。リコペンは主に脂肪滴に蓄積するが、POX1-6およびGUT2の破壊株では脂肪滴のサイズが大きくなり、リコペンを貯蔵する容量が増したため、リコペンの生産量の増加につながったと考えられる。
休 憩
ＭＩＮＣＹサロン
16：45～17：30
「真核生物における光合成生物の多様性とオルガネラ進化」
西村祐貴 （理化学研究所バイオリソースセンター）
葉緑体はシアノバクテリアと真核細胞が共生することによって誕生したオルガネラである。初期に光合成能を獲得した真核生物はその後、アーケプラスチダという陸上植物を含む一大系統へと進化した。さらにこの生物群に属する生物が従属栄養性原生生物に取り込まれることにより、珪藻類、ハプト藻類、ユーグレナ藻類等といった多様な光合成性生物が独立に複数回誕生した。しかし元来単独で生活していたはずの生物が、オルガネラという宿主生物に高度に依存・統合された器官へと変化した、その進化過程の大部分は未解明である。本発表では光合成性原生生物の多様性について概観した後、オルガネラ獲得進化についての近年の研究・進展を紹介したい。
17：30～18：15
「酵母異種発現系によるマイコウイルスタンパク質の機能探索」
森山裕充 （東京農工大学 大学院農学研究院 生物制御科学部門）
動物や植物と同様に、菌類にもウイルスやプリオンが感染する。菌類ウイルス（以下マイコウイルス）の中でも、植物病原菌に感染して宿主菌を弱毒化し得るマイコウイルスは生物防除資材としての活用が期待される。尚、マイコウイルスがコードする遺伝子配列は新規であるが為に、既知情報による機能予測ができない。そこで酵母の異種遺伝子発現系を利用することにより、種々のマイコウイルス由来のタンパク質の機能評価系の構築を試みたところ、酵母細胞の生育試験などを通じて、生育阻害に関与するタンパク質を同定することが出来た。マイコウイルスの中には、イネなど農作物に潜在感染するケースもあるが、その機能性についても酵母細胞を利用した解析を試みている。
講演会参加費：会員無料
非会員 一般2000円、学生1000円 （当日会員登録された方は無料）
講演会終了後、同会場にて情報交換会を開催いたします（参加費2000円）
入構登録のため〆切り2016年10月31日(月)正午厳守