シャーシ株構築技術

本PJではバイオベース製品の高効率生産株（微生物）群の樹立に向け、合成生物学と計算科学を組み合わせた「設計（Design）、構築（Build）、試験（Test）、学習（Learn）からなるDBTLのワークフロー」の開発を目指してきた。我々はバイオ産業で求められる有用物質は共通の前駆物質（ハブ化合物）から生合成されていることに着目した。ハブ化合物の生産性が高い株（シャーシ株）の合理的設計に基づく高速育種は、有用物質生産微生物（スマートセル）の開発期間の短縮化に有効である。本研究では、スマートセル プロジェクトで開発した高速微生物育種ワークフロー（スマートセル開発ワークフロー）により従来の開発より極めて短期間（約3～4カ月）でα-ケトグルタル酸またはチロシン高生産性大腸菌シャーシ株を開発した。α-ケトグルタル酸シャーシ株を使って、健康増進効果が知られるテアニンやγ-アミノ酪酸（GABA）、合成樹脂の原料である6-アミノカプロン酸をそれぞれ高生産するスマートセルを作出した。またチロシンシャーシ株を使って、プラスチック等の原料であるp-クマル酸、オピオイド系鎮痛剤の原料であるレチクリン、栄養機能食品であるレスベラトロールをそれぞれ高生産するスマートセルを作出した。シャーシ株を使うことで、従来数年かかっていた微生物開発期間の大幅な短縮に成功した。

産業界などへのアピールポイント

スマートセルを開発するプラットフォームを確立しました。スマートセルPJで開発した要素技術（代謝設計技術，長鎖DNA合成技術，ハイスループット組換え技術、高速・高精度の細胞代謝物測定技術等）を統合的に利用することが可能となり、競争優位性の確立に重要な『超高速微生物株開発』ができるようになりました。