清酒麹菌の分子育種に関する研究(平成17年度 江田賞 受賞)
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概要
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The koji mold Aspergillus oryzae is one of the main microorganisms used in the Japanese brewing industry. In the sake brewing process, A. oryzae produces important hydrolytic enzymes, but also an unfavorable oxidative enzyme that is involved in the development of off-flavor, mureka in sake. We purified this trace enzyme (isoamyl alcohol oxidase) and characterized its unique enzymatic properties. We also cloned and characterized the gene encoding isoamyl alcohol oxidase for molecular breeding. This novel gene, mreA (GenBank accession No. AB48606), was named after the process of mureka. In the next study, to create a novel host-vector system for A. oryzae, we cloned the gene that confers pyrithiamine resistance on A. oryzae using the shotgun-cloning method and, for the first time with A oryzae, successfully developed a transformation system with a drug-resistant gene (ptrA, GenBank accession No.E54863) as the dominant selectable marker. The ptrA gene is homologous to the Saccharomyces cerevisiae thiazole synthethase gene THI4 and a mutant allele of the A. oryzae thiA gene which has the same function as THI4. We further elucidated the mechanism of pyrithiamine resistance: the resistant phenotype was demonstrated to be caused by mutation of the secondary structure of the TPP-riboswitch found for the first time in a eucaryote. Finally, we successfully obtained a non-mureka-producing koji mold by disruption of the mreA gene of the strain used for industrial sake brewing using a transformation system based on the ptrA gene. This molecular breeding method was considered to be more progressive and rational than the classical random mutagenesis method since the obtained mreA gene disruptants all have excellent brewing characteristics equal to those of the host strain and have no heterologous DNA sequence.
- 社団法人日本生物工学会の論文
- 2006-03-25
著者
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