革新的なバイオエタノール生産プロセスを実現するスーパーアーミング酵母の創製

创造超级武装酵母，实现创新的生物乙醇生产工艺

基本信息

批准号：
09J03588
负责人：
山田亮祐
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

1、アーミングテクノロジーを用いたスーパーCBP酵母の創製現在、地球上に豊富に存在する木質系のバイオマスからの効率的なバイオエタノール生産システムの開発が急務となっている。木質系バイオマスは強固な構造を持っているために、その分解には高価なセルラーゼ剤を多量に必要とする。近年、酵素を細胞表層に集積したセルラーゼ発現アーミング酵母によるConsolidated bioprocessing(CBP)の実現が期待されているが、セルロース分解力の強化が課題となっている。糸状菌Trichoderma reeseiなどでは複数種のセルラーゼの発現バランスを調節することによりセルロースを効率的に分解している。昨年度の研究において、酵母におけるセルラーゼの発現バランスを最適化する手法を開発した。本研究ではセルロースの分解力をより向上させるため、Matingという手法を用いることにより、セルラーゼ発現バランス最適化二倍体酵母を創製した。創製した二倍体酵母のセルロース分解活性の測定を行った結果、一倍体酵母と比較して約6倍向上した。次に、セルロース発現バランス最適化二倍体酵母を用い、リン酸膨潤セルロースからのエタノール発酵試験を行った。その結果、発酵開始72時間で、20g/Lのセルロースから7.6g/Lのエタノールを生産することに成功した。さらに、この二倍体酵母を用い、稲ワラからのエタノール発酵試験を行った。その結果、発酵開始72時間で7.5g/Lのエタノールを生産することに成功した。単一の微生物のみで実バイオマスからのエタノール生産に成功したのは、これが初めての報告となる。以上の結果から、本研究で開発したセルラーゼ遺伝子発現バランス最適化手法と、二倍体化法を組み合わせることにより、様々なバイオマスから効率的にエタノールを生産する技術の確立が期待される。

1。目前使用武装技术创建超级CBP酵母，迫切需要从地球上丰富的Woody Biomass开发有效的生物乙醇生产系统。木质生物量具有很强的结构，并且分解需要大量昂贵的纤维素酶剂。近年来，预计可以通过表达纤维素酶的武装酵母来实现综合生物处理（CBP），从而在细胞表面积聚酶，但是增强纤维素降解能力已成为一个挑战。丝状真菌Trichoderma Reesei和其他人通过调节多个纤维素酶的表达平衡有效地降解了纤维素。在去年的一项研究中，我们开发了一种方法来优化酵母中纤维素酶表达的平衡。在这项研究中，为了进一步提高纤维素降解能力，使用称为交配的方法创建了二倍体酵母，以优化纤维素酶表达平衡。测量了产生的二倍体酵母的纤维素降解活性，与单倍体酵母相比，结果显示出大约6倍的改善。接下来，使用具有优化的纤维素表达平衡的二倍体酵母进行磷酸盐纤维素的乙醇发酵试验。结果，在发酵开始后72小时，从20 g/l纤维素成功生产了7.6 g/l乙醇。此外，使用这种二倍体酵母从稻草中进行乙醇发酵测试。结果，它在发酵开始后72小时成功生产7.5g/L的乙醇。这是第一个报道，即来自真正的生物质的乙醇产量仅在单一微生物中就成功了。基于上述结果，可以预期，通过将本研究中开发的纤维素酶基因表达平衡优化方法与二倍化方法相结合，可以建立一种有效地从各种生物量产生乙醇的技术。