食用ラン藻スピルリナのシュードビタミンB12の栄養欠点の克服

克服食用蓝绿藻螺旋藻中假维生素 B12 的营养缺乏

基本信息

批准号：
21K05473
负责人：
谷岡由梨
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2050年には世界人口は93億人に達すると推測され、人口増加に見合った食糧増産が見込めず食料危機に陥ると危惧されている。対策として、植物性食品や昆虫食などを用いた代替え食品が開発されているが、動物性食品を主要な供給源とするビタミンB12（B12）は、必須栄養素であり、植物性食品の代替え食品ではB12不足、欠乏状態となることが予想される。そこで、将来の植物性食品由来のB12供給資源確保を目指して、B12合成能を有するラン藻の創出を行うことを目的とした。食用ラン藻の唯一の栄養欠点は、ビタミンB12ではなくヒトにおいてビタミンとして機能しないシュードB12を合成することである。食用ラン藻、特にスピルリナへの形質転換に関する報告は散見され、いまだ汎用的な形質転換技術は確立されていないのが現状である。本研究では、まずはシュードB12からB12合成に必要な遺伝子を同定するために、実験モデルラン藻Synechocystis sp. PCC6803を用い、シュードB12合成経路からB12合成経路への変換に重要な遺伝子の同定を試みた。B12合成に必要と考えられる候補遺伝子（bluB,cobT）を発現させた形質転換株を作成し、B12化合物の同定を行ったが、精製量不足のため完全な同定には至らなかった。したがって、今後、解析に十分な量を得るためにさらに培養を継続し、再分析する予定である。また、当初の研究計画にはなかったが、Shinorizobium melilottiのBluBと相同性を有するラン藻（Fisherella sp.）を見出した。このラン藻の新規食資源としての可能性を追求するために、B12化合物の同定を行ったところ、その主要なB12化合物はシュードB12であるものの、真のB12が一部含まれることを示唆した。今後、食資源としての可能性を探るために、栄養価についても検討する予定である。

预计到2050年世界人口将达到93亿，人们担心粮食产量将无法跟上人口增长，从而导致粮食危机。作为对策，人们开发了植物性食品、昆虫性食品等替代食品，但主要来源是动物性食品的维生素B12（B12）是人体必需的营养素，不能作为植物性食品的替代品。预期会出现 B12 缺乏或缺乏状态。因此，我们的目标是培育具有合成维生素B12能力的蓝绿藻，以确保未来植物性食物中维生素B12的供应来源。可食用蓝藻唯一的营养缺陷是它们合成的是假 B12，而不是维生素 B12，而假 B12 在人体中不起维生素的作用。关于食用蓝藻特别是螺旋藻的转化报道零星，目前尚未建立通用的转化技术。在本研究中，为了鉴定从伪 B12 合成 B12 所需的基因，我们首先尝试使用实验模型蓝细菌集胞藻 (Synechocystis sp.) 来鉴定将伪 B12 合成途径转变为 B12 合成途径的重要基因。构建了表达B12合成所必需的候选基因(bluB、cobT)的转化菌株，并鉴定了B12化合物，但由于纯化量不足而未能完全鉴定。因此，未来我们计划继续培养并重新分析，以获得足够的量进行分析。此外，虽然不在最初的研究计划之内，但我们发现了一种与苜蓿稔瘤菌BluB具有同源性的蓝藻菌（Fisherella sp.）。为了挖掘这种蓝绿藻作为新食物资源的潜力，我们对 B12 化合物进行了鉴定，发现虽然主要的 B12 化合物是假 B12，但也含有一些真正的 B12。未来，我们计划研究其营养价值，以探索其作为食物资源的潜力。