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公開番号2024011839
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-25
出願番号2022114112
出願日2022-07-15
発明の名称油脂生産方法
出願人国立大学法人神戸大学
代理人個人,個人,個人
主分類C12P 7/64 20220101AFI20240118BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】微細藻を用いて、塩ストレス非存在下で油脂を生産すること。
【解決手段】油脂を生産する方法であって、塩ストレス非存在下で、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を培養する工程を含む、方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
油脂を生産する方法であって、塩ストレス非存在下で、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を培養する工程を含む、方法。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記炭水化物の分解速度の増強が、微細藻の遺伝的改変によって達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記遺伝的改変が、前記微細藻が生成する炭水化物の分解性の向上、および／または前記微細藻の炭水化物分解能の向上を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記炭水化物がデンプンおよびグリコーゲンを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記遺伝的改変が、デンプン枝切り酵素（ＤＢＥ）の酵素活性の抑制または欠損、および／またはデンプン枝作り酵素（ＢＥ）、アミラーゼ、および／またはデンプンホスホリラーゼの酵素活性の亢進を含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項６】
前記酵素活性の亢進が、遺伝子コピー数の増加、高発現プロモーターの利用、および／または他の生物種由来の高活性酵素遺伝子の導入によって達成される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記油脂の生産が、淡水条件で行われる、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記微細藻が、Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｓｐ．ＪＳＣ４株由来の変異株ＫＯＲ１、およびＫＯＲ１に由来する株を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
窒素栄養源を欠乏させる工程をさらに包含する、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記窒素栄養源の欠乏によって、前記油脂の生産が開始される、請求項９に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、油脂を生産する方法に関する。より特定すると、本開示は、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を用いて油脂を生産する方法、油脂を生産するための組成物、および油脂を生産するシステムに関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
藻類や水圏微生物を利用したバイオエネルギー生産のための基盤技術が注目されている。微細藻類を用いたバイオエネルギー生産において、ボツリオコッカス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ）、クラミドモナス（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓ）、クロレラ（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ）、ナンノクロロプシス（Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ）などの多くの微細藻類では、塩ストレスを与えることで細胞の油脂含有率が向上することが知られている。一方で、塩ストレスは細胞の生育に悪影響を及ぼし、油脂生産性の低下を招く側面がある。加えて、塩ストレス下では菌の汚染による日和見感染のリスクが増大し、培養の不安定性が問題となっている。一方で、変異育種により塩ストレス耐性を向上させると油脂含有率が低下することもわかっており、高油脂蓄積と高塩ストレス耐性の両立が求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明者らは、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を用いることで、塩ストレスを与えない培養条件においても高い油脂含有率を示すことを見出した。この知見に基づき、本開示は、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を用いて、油脂を生産する方法を提供する。
【０００４】
したがって、本開示は以下を提供する。
（項目１）
油脂を生産する方法であって、塩ストレス非存在下で、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を培養する工程を含む、方法。
（項目２）
前記炭水化物の分解速度の増強が、微細藻の遺伝的改変によって達成される、上記項目に記載の方法。
（項目３）
前記遺伝的改変が、前記微細藻が生成する炭水化物の分解性の向上、および／または前記微細藻の炭水化物分解能の向上を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目４）
前記炭水化物がデンプンおよびグリコーゲンを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目５）
前記遺伝的改変が、デンプン枝切り酵素（ＤＢＥ）の酵素活性の抑制または欠損、および／またはデンプン枝作り酵素（ＢＥ）、アミラーゼ、および／またはデンプンホスホリラーゼの酵素活性の亢進を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目６）
前記酵素活性の亢進が、遺伝子コピー数の増加、高発現プロモーターの利用、および／または他の生物種由来の高活性酵素遺伝子の導入によって達成される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目７）
前記油脂の生産が、淡水条件で行われる、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目８）
前記微細藻が、Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｓｐ．ＪＳＣ４株由来の変異株ＫＯＲ１、およびＫＯＲ１に由来する株を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目９）
窒素栄養源を欠乏させる工程をさらに包含する、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１０）
前記窒素栄養源の欠乏によって、前記油脂の生産が開始される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１１）
前記微細藻が、さらに、塩ストレス耐性を向上する改変を含み、汽水条件または海水条件で培養する工程を包含する、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目Ａ１）
油脂を生産するための組成物であって、前記組成物は、塩ストレス非存在下で、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を含む、組成物。
（項目Ａ２）
前記炭水化物の分解速度の増強が、微細藻の遺伝的改変によって達成される、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ａ３）
前記遺伝的改変が、前記微細藻が生成する炭水化物の分解性の向上、および／または前記微細藻の炭水化物分解能の向上を含む、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ａ４）
前記炭水化物がデンプンおよびグリコーゲンを含む、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ａ５）
前記遺伝的改変が、デンプン枝切り酵素（ＤＢＥ）の酵素活性の抑制または欠損、および／またはデンプン枝作り酵素（ＢＥ）、アミラーゼ、および／またはデンプンホスホリラーゼの酵素活性の亢進を含む、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ａ６）
前記酵素活性の亢進が、遺伝子コピー数の増加、高発現プロモーターの利用、および／または他の生物種由来の高活性酵素遺伝子の導入によって達成される、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ａ７）
前記油脂の生産が、淡水条件で行われる、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ａ８）
前記微細藻が、Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｓｐ．ＪＳＣ４株由来の変異株ＫＯＲ１、およびＫＯＲ１に由来する株を含む、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ａ９）
前記微細藻が、窒素栄養源が欠乏した条件で培養される、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ａ１０）
前記窒素栄養源の欠乏によって、前記油脂の生産が開始される、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ａ１１）
前記微細藻が、さらに、塩ストレス耐性を向上する改変を含み、汽水条件または海水条件で培養される、上記項目のいずれか一項に記載の組成物。
（項目Ｂ１）
油脂を生産するシステムであって、
１）塩ストレス非存在下で、炭水化物の分解速度が増強した微細藻と、
２）培地と、
３）培養設備と
【０００５】
本開示において、上記の１つまたは複数の特徴は、明示された組み合わせに加え、さらに組み合わせて提供され得ることが意図される。なお、本開示のさらなる実施形態および利点は、必要に応じて以下の詳細な説明を読んで理解すれば、当業者に認識される。
【０００６】
なお、上記した以外の本開示の特徴及び顕著な作用・効果は、以下の発明の実施形態の項及び図面を参照することで、当業者にとって明確となる。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を用いることで、塩ストレスを与えない培養条件においても高い油脂含有率を示すため、従来株（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｓｐ．ＪＳＣ４株）で行われていた油脂蓄積のための塩濃度制御が必要なくなり、培養プロセスの簡略化とコストの削減ができる。
【０００８】
また塩ストレスを与えない淡水条件で培養する場合、従来株（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｓｐ．ＪＳＣ４株）よりも高い油脂含有率を達成することができる。
【０００９】
さらに、塩ストレスを与える汽水条件や海水条件で培養する場合、油脂蓄積を維持しながら塩耐性を付与できるため、従来株（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｓｐ．ＪＳＣ４株）よりも高い生産性を達成でき、かつ菌の汚染による日和見感染のリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本開示の一実施形態において、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を培養することによって得られたバイオマス量の測定結果を示すグラフである。
図２は、本開示の一実施形態において、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を培養することによって得られた硝酸量の測定結果を示すグラフである。
図３は、本開示の一実施形態において、炭水化物の分解速度が増強した微細藻を培養することによって得られた油脂量の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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