一連の代謝遺伝子群を連結した人工オペロンをどのようにデザインすればよいかを, 特に遺伝子の人工オペロン内の連結順序に着目して, 大腸菌が本来生産しないカロテノイド・アントシアニンといった色素性物質の代謝経路を具体例に取り上げて検証した。
その結果, グルコースからカロテノイドまでの一連の代謝経路を連結した人工オペロンプラスミドによりカロテノイドを生産する大腸菌の創出に成功した。また, in vitroの酵素反応で最適な酵素比率を求め, これに基づいたアントシアニンの人工オペロンを構築し, 大腸菌に導入したところ, アントシアニンの生産に成功した。これらの結果より, 人工オペロンの設計指針を示すことに成功した。
In this study, we tried to elucidate how to design artificial polycistronic operon, especially in terms of gene order in the operon. We used carotenoid and anthocyanin biosynthetic pathway which don't exist in Escherichia coli.
As a result, we succeeded in construction of artificial carotenoid operon plasmid that is fully responsible for carotenoid production starting from glucose. We also succeeded in construction of artificial anthocyanin operon that is designed using information of optimal ration of responsible 4 enzymes by in vitro experiment. Through these case studies, we propose possible rule for construction of artificial operon.

研究種目 : 新学術領域研究(研究領域提案型)
研究期間 : 2011～2015
課題番号 : 23119004
研究分野 : ゲノムデザイン学