ジェネティックな変異とエピジェネティックな変異の解析による新規酵母耐熱化法の構築

通过分析遗传和表观遗传突变构建增强酵母耐热性的新方法

• 批准号: 14J01413
• 负责人: 里村 淳
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01413/
• 关键词: 熱耐性酵母; CRISPR Nickaseシステム; ゲノム編集; CRISPR Cas9システム; 酵母熱耐性; 次世代シーケンサー; エピジェネティクス; バイオエタノール; 酵母; 熱耐性; ゲノム解析

熱耐性酵母を作製するためのハイスループットなゲノム編集法を開発した。これまでのゲノム編集法であるCRISPR Cas9システムでは、約30%の塩基配列は書き換えることができない欠点があった。特に、これまでの研究で発見した4つ中2つの変異は、この30%の領域に属していたため、ゲノム編集が使えなかった。そこで、編集可能領域に制限がなく、迅速にゲノムを書き換えることができる新規手法CRISPR Nickaseシステムを開発した。この手法は理論上ゲノムの97%以上の領域を編集することができる。また、特異性の点でもCRISPR Cas9システムよりも向上しており、より簡便なゲノム編集法であることを示すことができた。最終的にはこの手法により熱耐性酵母をわずか5日で構築できることをデモンストレーションした。これはこれまでの方法より10日ほど早いもので、報告されている中で最速の手法である。これらの酵母は既存法で構築したものと同様の表現型を示したことからも、CRISPR Nickase法の有用性を示すことができた。本内容はScientific Report (Nature publication group)に投稿して、受理された。

开发了一种高通量基因组编辑方法来产生耐热酵母。迄今为止，CRISPR CAS9系统是一种基因组编辑方法，其缺点是无法重写基本序列的30％。特别是，在先前研究中发现的四个突变中有两个属于这个30％的区域，从而使基因组编辑不可用。因此，我们开发了一种新的CRISPR Nickase方法，可以快速重写基因组，而无需对可编辑区域进行任何限制。从理论上讲，该技术能够编译基因组区域的97％以上。此外，与CRISPR CAS9系统相比，它的特异性也得到了改进，这表明它是一种更方便的基因组编辑方法。最终，这项技术表明可以在短短5天内建造耐热酵母。这比以前的方法快10天，是报告的最快方法。这些酵母表现出与现有方法构建的酵母类型，因此证明了CRISPR Nickase方法的有用性。该内容已发布到科学报告（自然出版物小组）中，并被接受。

项目成果

全ゲノム解析による実験室進化Saccharomyces cerevisiaeの熱適応戦略の分子解析

使用全基因组分析对实验室进化的酿酒酵母的热适应策略进行分子分析

• 发表时间: 2016
• 作者: 里村 淳;三浦 夏子;黒田浩一;植田 充美
• 通讯作者: 植田 充美

Molecular analysis of adaptational strategies under heat stress by whole-genome sequencing of laboratory-evolved Saccharomyces cerevisiae

通过实验室进化的酿酒酵母的全基因组测序对热应激下的适应策略进行分子分析

• 发表时间: 2016
• 作者: Atsushi Satomura;Natsuko Miura;Kouichi Kuroda;Mitsuyoshi Ueda
• 通讯作者: Mitsuyoshi Ueda

Precise genome editing at single-base resolution by novel CRISPR-nickase system

通过新型 CRISPR 切口酶系统以单碱基分辨率进行精确基因组编辑

• 发表时间: 2016
• 作者: A. Satomura;K. Kuroda;M. Ueda
• 通讯作者: M. Ueda

Generation of functionally and structurally distinct Rhizopus oryzae lipase through protein folding memory

通过蛋白质折叠记忆生成功能和结构不同的米根霉脂肪酶

• 发表时间: 2015
• 作者: Atsushi Satomura;Kouichi Kuroda;Mitsuyoshi Ueda
• 通讯作者: Mitsuyoshi Ueda

Stepwise breeding of Saccharomyces cerevisiae for identifications of genetic mutations involved with thermotolerance

酿酒酵母的逐步育种用于鉴定与耐热性相关的基因突变

• 发表时间: 2015
• 作者: Atsushi Satomura;Kouichi Kuroda;Mitsuyoshi Ueda
• 通讯作者: Mitsuyoshi Ueda