発酵科学研究室
近年、地球温暖化およびエネルギー・食糧問題の有効な解決策として、再生可能な資源である植物バイオマスからの有用物質生産技術（バイオリファイナリー技術）が注目を浴びています。当研究室では、革新的なバイオリファイナリー技術の創成を目指して、「微生物の生き方に学ぶ」を合い言葉に、最先端の遺伝子工学的研究手法を駆使しながら、セルラーゼを大量に生産する有用糸状菌（トリコデルマ・リーセイ）および特殊なタンパク質分解システムを持つバクテリア（シュードキサントモナス・メキシカーナ）に関する研究を行っています。研究により得られた知見を応用技術へと発展させることで、持続発展可能な社会の実現を目指しています。
スタッフ
教授 小笠原 渉 
准教授 志田 洋介 研究プロジェクト
- セルラーゼ高生産変異株の比較ゲノム解析
- これまでに、潜在的な産業的利用価値の高さから、世界中で数多くのトリコデルマ・リーセイ セルラーゼ高生産変異株が造成されてきました。しかし、それぞれの変異株について、変異点とセルラーゼ高生産性との関連は明らかになっていません。当研究室では、日本で独自に開発された一連のトリコデルマ・リーセイ高生産変異株の系統菌株を保有しています。これら変異株のゲノム配列や表現型の違いを明らかにし、異なる菌株同士で比較することにより、「どのような変異が、セルラーゼの生産性を高めるという表現型をもたらしたのか？」という根本的かつ重要な鍵となる知見を得て、バイオリファイナリー技術への応用を目指しています。
- セルラーゼ・ヘミセルラーゼ遺伝子の生産制御機構の解析
- トリコデルマ・リーセイは、菌体外に唯一の炭素源としてセルロースやその分解産物が存在するときにのみ、大量のセルラーゼ・ヘミセルラーゼを生産します。これまでにこの生産制御機構について様々な解析が行われてきており、複数の転写制御タンパク質の関与が明らかにされてきました。しかし、どのようにして酵素の生産が制御されているのか、その全容はいまだ明らかになっていません。我々はこの生産制御機構を明らかにすることを目的として、誘導物質の取り込み・シグナル伝達経路から、セルラーゼ・ヘミセルラーゼ遺伝子プロモーター上での遺伝子発現制御機構までを対象に幅広く研究を行っています。
- トリコデルマ・リーセイ糖化能力向上株の作製
- トリコデルマ・リーセイは、世界中で UV 照射や化学物質処理によるセルラーゼ生産を向上させた変異株の作製が盛んに行われてきました。しかし、これ以上セルラーゼの大幅な増産はできないと予想されており、セルロース分解効率の向上には新たなアプローチが必要とされています。当研究室では、遺伝子組換え技術を用いて他の生物のバイオマス糖化に有用な遺伝子の導入や、セルラーゼを分解してしまうプロテアーゼなどバイマス糖化にマイナスに働く不要な遺伝子を欠損させた株を作製し、糖化能力向上トリコデルマ・リーセイ株の造成を試みています。
- バクテリア シュードキサントモナス・メキシカーナ WO24 の研究
- ペプチド分解酵素は食品や医薬品などの産業で多く使われており、私たちの生活に欠かせないものです。本研究室ではペプチドを二個単位で切断する酵素が分解系の中心になる考えられる特殊なバクテリア、シュードキサントモナス・メキシカーナ WO24 を単離し、その分解システムを明らかにするとともに、それら酵素の産業界への有効利用を目指しています。
図1：世界最高レベルのセルラーゼ生産能力を有する高生産変異株、トリコデルマ・リーセイ PC-3-7
図2：植物バイオマス資源を原料としたバイオリファイナリー技術の創成