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公開番号2024047245
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-05
出願番号2022152767
出願日2022-09-26
発明の名称物質生産性を向上させるターゲット代謝物質の決定方法、および物質生産方法
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人神戸大学
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類C12P 7/64 20220101AFI20240329BHJP(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】藻類の物質生産と増殖とを両立させることで物質生産性を向上させることが可能な技術を提供すること。
【解決手段】量を減少させることによって物質生産性を向上させるターゲット代謝物質の決定方法であって、第1藻類株、および前記第1藻類株と比較して、物質を高蓄積するが増殖速度が低下していない第2藻類株のそれぞれについて、中央代謝経路における複数種類の代謝物質の量を測定することと、前記第1藻類株と比較して前記第2藻類株の方が量が少ない代謝物質をターゲット代謝物質と決定することとを含む方法。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
量を減少させることによって物質生産性を向上させるターゲット代謝物質の決定方法であって、
第１藻類株、および前記第１藻類株と比較して、物質を高蓄積するが増殖速度が低下していない第２藻類株のそれぞれについて、中央代謝経路における複数種類の代謝物質の量を測定することと、
前記第１藻類株と比較して前記第２藻類株の方が量が少ない代謝物質をターゲット代謝物質と決定することと
を含む方法。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記中央代謝経路が、解糖系、ＴＣＡ回路、並びに解糖系およびＴＣＡ回路の代謝物質から派生する有機物の生合成経路である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
有機物の前記生合成経路が、ヌクレオチド、アミノ酸、糖、脂肪酸、および脂質の生合成経路である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
請求項１～３の何れか１項に記載の方法に従って決定されたターゲット代謝物質の少なくとも一つを、前記第１藻類株と比較して低減した量で産生するように、藻類を培養することを含む物質生産方法。
【請求項５】
前記培養が、前記ターゲット代謝物質の少なくとも一つの産生が抑制される条件下で前記藻類を培養することにより行われる請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記培養が、前記ターゲット代謝物質の少なくとも一つを前記第１藻類株と比較して低減した量で産生するように遺伝子改変した変異株を培養することにより行われる請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記ターゲット代謝物質が、２－ホスホグリセリン酸、ホスホエノールピルビン酸、乳酸、アセチルＣｏＡ、２－オキソグルタル酸、コハク酸、フマル酸、１－デオキシ－Ｄ－キシルロース５－リン酸、２－Ｃ－メチル－Ｄ－エリスリトール４－リン酸、２－Ｃ－メチル－Ｄ－エリスリトール２，４－シクロ二リン酸、セリン、グリシン、グルタミン酸、グルタミン、およびトレオニンである請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記物質生産方法が油脂生産方法である請求項４に記載の方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質生産性を向上させるターゲット代謝物質の決定方法、および物質生産方法に関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
藻類を培養して油脂などの有用物質を生産することが行われている。例えば、藻類により生産された油脂（すなわち、藻類油脂）は、液体燃料の原料として利用することができる。藻類油脂の炭素は、光合成によって固定された空気中の二酸化炭素に由来するため、藻類油脂の生産とその利用は、環境負荷の低減に寄与する。一般に、油脂などの有用物質を高蓄積する藻類は、その増殖が低下する。このように、油脂などの有用物質の蓄積と藻類細胞の増殖はトレードオフの関係であるため、藻類を培養して油脂などの有用物質を生産した場合、物質生産性の低下を招いている。
【０００３】
油脂蓄積量を向上させる技術として、藻類において油脂合成に関わる特定の遺伝子の発現を強化する手法（非特許文献１）や、培地から窒素やリンなどを除去して、藻類を栄養飢餓状態にする手法（非特許文献２および３）が知られている。
【０００４】
非特許文献１の方法では、油脂合成に関わる酵素遺伝子の発現を強化すると、その酵素が基質とする物質は専ら油脂合成に使用され、その物質から中央代謝経路へ向かう代謝が減少し、増殖に悪影響を及ぼすことが考えられる。また、非特許文献２および３の方法では、生育に必須な栄養素を培地から除去するため、物質生産と増殖を両立させることはできない。このように従来法では、物質生産と増殖の両立は難しい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
Camilo F. Munoz, Ruud A. Weusthuis, Sarah D’Adamo and Rene H. Wijffels “Effect of Single and Combined Expression of Lysophosphatidic Acid Acyltransferase, Glycerol-3-Phosphate Acyltransferase, and Diacylglycerol Acyltransferase on Lipid Accumulation and Composition in Neochloris oleoabundans”, Front. Plant Sci., 29 November 2019 | https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01573
Masako Iwai, Keiko Ikeda, Mie Shimojima, Hiroyuki Ohta. “Enhancement of extraplastidic oil synthesis in Chlamydomonas reinhardtii using a type-2 diacylglycerol acyltransferase with a phosphorus starvation-inducible promoter.” Plant Biotechnol J. 2014 Aug; 12(6):808-19. doi: 10.1111/pbi.12210
Yu Zhang, Yufang Pan, Wei Ding, Hanhua Hu, Jin Liu. “Lipid production is more than doubled by manipulating a diacylglycerol acyltransferase in algae”, GCB-Bioenergy (2020) DOI: 10.1111/gcbb.12771
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、藻類において物質生産と増殖とを両立させることで物質生産性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１側面によると、量を減少させることによって物質生産性を向上させるターゲット代謝物質の決定方法であって、
第１藻類株、および前記第１藻類株と比較して、物質を高蓄積するが増殖速度が低下していない第２藻類株のそれぞれについて、中央代謝経路における複数種類の代謝物質の量を測定することと、
前記第１藻類株と比較して前記第２藻類株の方が量が少ない代謝物質をターゲット代謝物質と決定することと
を含む方法が提供される。
【０００８】
本発明の第２側面によると、第１側面に係る方法に従って決定されたターゲット代謝物質の少なくとも一つを、前記第１藻類株と比較して低減した量で産生するように、藻類を培養することを含む物質生産方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、藻類において物質生産と増殖とを両立させることで物質生産性を向上させることが可能な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、カルビン回路（ＣＢＢ回路）、解糖系、およびＴＣＡ回路、並びにこれら代謝経路の代謝物質から派生する有機物の生合成経路を示す図である。
図２は、カルビン回路（ＣＢＢ回路）、解糖系、およびＴＣＡ回路、並びにこれら代謝経路の代謝物質から派生する有機物の生合成経路を示す図である。
図３は、２－ＰＧＡ（２－ホスホグリセリン酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図４は、ＰＥＰ（ホスホエノールピルビン酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図５は、Ｌａｃ（乳酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図６は、ＡｃＣｏＡ（アセチルＣｏＡ）の量の測定結果を示すグラフである。
図７は、Ｃｉｔ（クエン酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図８は、２－ＯＧ（２－オキソグルタル酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図９は、Ｓｕｃ（コハク酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図１０は、Ｆｕｍ（フマル酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図１１は、Ｍａｌ（リンゴ酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図１２は、ＤＸＰ（１－デオキシ－Ｄ－キシルロース５－リン酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図１３は、ＭＥＰ（２－Ｃ－メチル－Ｄ－エリスリトール４－リン酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図１４は、ＭＥｃＰＰ（２－Ｃ－メチル－Ｄ－エリスリトール２，４－シクロ二リン酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図１５は、Ｓｅｒ（セリン）の量の測定結果を示すグラフである。
図１６は、Ｇｌｙ（グリシン）の量の測定結果を示すグラフである。
図１７は、Ａｌａ（アラニン）の量の測定結果を示すグラフである。
図１８は、Ｖａｌ（バリン）の量の測定結果を示すグラフである。
図１９は、Ｌｅｕ（ロイシン）の量の測定結果を示すグラフである。
図２０は、Ｇｌｕ（グルタミン酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図２１は、Ｇｌｎ（グルタミン）の量の測定結果を示すグラフである。
図２２は、ＧＡＢＡ（γ－アミノ酪酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図２３は、Ｐｒｏ（プロリン）の量の測定結果を示すグラフである。
図２４は、Ａｒｇ（アルギニン）の量の測定結果を示すグラフである。
図２５は、Ｈｉｓ（ヒスチジン）の量の測定結果を示すグラフである。
図２６は、Ａｓｐ（アスパラギン酸）の量の測定結果を示すグラフである。
図２７は、Ａｓｎ（アスパラギン）の量の測定結果を示すグラフである。
図２８は、Ｌｙｓ（リシン）の量の測定結果を示すグラフである。
図２９は、Ｍｅｔ（メチオニン）の量の測定結果を示すグラフである。
図３０は、Ｔｈｒ（トレオニン）の量の測定結果を示すグラフである。
図３１は、Ｉｌｅ（イソロイシン）の量の測定結果を示すグラフである。
図３２は、Ｐｈｅ（フェニルアラニン）の量の測定結果を示すグラフである。
図３３は、Ｔｙｒ（チロシン）の量の測定結果を示すグラフである。
図３４は、Ｔｒｐ（トリプトファン）の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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