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

基本信息

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

项目摘要

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。

在包括日本水域在内的世界各地的海洋中，大量的碳被固定在棕色藻类（例如海带和红色摩尔人）中。这项研究的目的是建造一种油性的酵母叶毛脂肪酸（YLI），该菌株可以生产出在棕色藻类和棕色藻类中发现的藻类酸和甘露醇效率高的油和油脂，并建立一种使用YLI菌株的棕色藻类的油和油的油生产系统，从而创造出棕色的含量，从而创造出新的脂肪，从而创造出新的脂肪。我们已经构建了一种代谢改变的YLI菌株，该菌株可以通过引入在YLI PO1F菌株中使用的四个基因（通过内型和exotype藻酸盐酶降解的主要多糖藻酸盐降解而产生的四种基因（由棕色藻类主要多糖藻酸盐降解产生的单伏酸）。作为实现目标的基本研究，今年我们尝试1）确定代谢改变YLI菌株中DEH代谢的限制阶段，并提高使用DEH的能力，2）阐明YLI菌株的甘露醇代谢机制，以及3）确定Yli srenine liengase sere serper sere serpe ango-exo-sringinate liengen liengen ango-exo-exo-exo-exo-exo-exo-serningen liengin and exo-exo-sernengin serningin sernengin sernengin中的表达， Yli菌株。关于①，当DEH利用所需的四个基因中的每个基因中的每个基因都在代谢改变的YLI菌株中进一步表达时，可以证实DEH利用能力略有提高。关于②，RNA-seq分析显示候选甘露醇脱氢酶和候选甘露醇转运蛋白转运蛋白基因所需的甘露醇代谢。关于③，构建了YLI菌株，其中引入了内型藻酸盐裂解酶A1-I（包含XPR2信号序列）的分泌表达质粒，并使用该菌株在YLI菌株中成功表达A1-I。已经揭示了XPR2信号序列对A1-I的细胞外表达有效。另一方面，构建了YLI菌株，其中介绍了每个基因的分泌表达质粒（ATU3025，OALC6，ALYA5）。