研究者紹介

医薬品やその原料等に利用が期待される有用な代謝物等について、糸状菌で生産する技術を開発する。糸状菌は真核微生物であり、植物等多様な生物の遺伝子を異種発現させる宿主として優れている。また液体と固体の両方で培養可能である。遺伝子組換えを用いた代謝改変と培養改良により、高効率な有用物質生産系を構築する。

糸状菌は繊維状の菌糸体で生育する多細胞の真核微生物であり、加水分解酵素や各種の生理活性のある二次代謝産物を生産するものが多く知られています。私はこの糸状菌の特徴に注目して、その中で日本古来発酵食品の製造に使われており、安全で毒素非生産性の麹菌Aspergillus oryzaeを主に用いて、医薬品原料として利用が考えられる高度不飽和遊離脂肪酸の生産化および生産性向上などの研究に取り組んできました。 組換え技術を駆使することで、麹菌をはじめ様々な糸状菌において、ゲノム内の遺伝子をノックアウトしたり過剰発現させたりして、有用物質の生産性を向上させることが出来ました。さらに他の生物が有する遺伝子を糸状菌に導入して、本来生産していなかった種類の有用物質を生産するようにも出来ました。糸状菌は遺伝子スプライシング機能を有することから、植物・藻類・キノコ・その他真核生物が作る有用物質の生合成遺伝子をそのまま導入して発現させることが可能です。糸状菌は有用物質の大量生産に比較的結び付けやすい宿主と考えており、このような研究に関心をお持ちの企業様がありましたら、ぜひ一緒に共同で開発できればと願っています。

麹菌の代謝を遺伝子組換えにより改変し、二段階の代謝改変で、遊離脂肪酸の生産性が約13倍に向上した菌株を構築することが出来ました。次に、この向上株で、医薬品原料として利用が考えられる高度不飽和遊離脂肪酸の生産にも挑み、他生物の高度不飽和化の酵素遺伝子を導入して発現させた結果、プロスタグランジンE1製剤の前駆体である遊離ジホモ-γ-リノレン酸を高生産する麹菌も構築できました。 また、主として相手方の研究ですけれど、国内企業様との共同研究で、ポリケチドや非リボソームペプチドといった二次代謝産物の生産性を、麹菌やその他糸状菌で同様に遺伝子組換え技術で代謝改変することにより向上させる事も出来ました（論文発表済）。 糸状菌であれば、大体の菌種で組換えを通じて代謝改変に対応できると、これまでの経験から思われます。もちろん絶対出来るとは言えないので、出来ない可能性もございますけれど、技術相談からでも、何なりとお話をいただけましたら幸いです。

私のこれまでの麹菌を用いた遊離脂肪酸生産の研究では、遊離脂肪酸は本来菌体内に蓄積されるため、分泌されません。そのため、遊離脂肪酸の回収には菌体の破砕の手間が必要になります。しかし工業生産レベルで考えた場合、麹菌等の糸状菌は細胞壁が強固で、菌体が頑丈であるため、破砕には相当の労力とコストを必要とします。もし菌が自発的に分泌してくれるとありがたく、そこで分泌化にも挑みました。その結果、界面活性剤を液体培地に添加することで、麹菌は正常に増殖しながらも、生産した遊離脂肪酸の8割以上を分泌するようになることを見出しました。また他にも、液体培地成分を見直すことでも菌体量を増やして、遊離脂肪酸の生産量を数倍高めることも出来ました。 このように培地の改良によって、分泌化や高生産化といったことが出来ており、これは遊離脂肪酸以外の他の有用物質の生産にも適用できそうに考えています。もし興味をお持ちの企業様がございましたら、技術のご相談からでもお話をいただけましたら幸いです。