世界中の伝統的な発酵食品は、長い歴史の中で受け継がれ、育まれてきました。それらは単一の微生物ではなく、多様な微生物が共存する複雑系である「微生物の社会」によって成り立っています。微生物の存在が知られる以前から、人々は経験と勘を頼りに発酵技術を磨き、世代を超えて製法を継承してきました。このような伝統的な製法を守ることで、微生物の生態系が安定的に再現され、発酵食品の安定的な生産が実現され続けてきたことは驚異的です。発酵・醸造の基盤原理を理解することで、地球上の微生物生態系がどのように構築されるのかを解明するための手がかりも得られると期待されます。
伝統的な発酵食品の製造には、多様性だけでなく、共通するプロセスも認められます。多くの場合、まず乳酸菌が原材料を乳酸発酵し、その後、環境中の酵母によってアルコール発酵が進行します。このような共通性は、発酵・醸造を支える基本原理の存在を示唆しています。私たちの研究室では、清酒の伝統的な製法である生酛造りにおける乳酸菌と酵母の相互作用に着目し、研究を進めてきました（図1）。その結果、乳酸菌が酵母のアルコール発酵を抑制するという微生物間の共生・相互作用を発見しました。さらに、奈良漬のような、これまで発酵食品としての研究が進んでいなかった伝統的なローカルフーズにも着目し、関与する微生物を特定することに成功しました（図2）。これは、伝統的な発酵食品に科学の視点を導入するための重要な第一歩となります。このように、私たちは未解明の発酵現象を明らかにし、発酵・醸造の可能性を広げることを目指しています。
【このテーマに関連する代表的な論文】
- M. Yoshioka, Y. Masuda, M. Mori, and D. Watanabe*; Heritage sustainable lactic acid fermentation in a byproduct of sake making; Res. Sq. (preprint) https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-5456531/v1 (2025)
- D. Watanabe*, M. Kumano, Y. Sugimoto, and H. Takagi; Spontaneous attenuation of alcoholic fermentation via the dysfunction of Cyc8p in Saccharomyces cerevisiae; Int. J. Mol. Sci. 25(1): 304 (2024)
- D. Watanabe and H. Takagi*; Yeast prion-based metabolic reprogramming induced by bacteria in fermented foods; FEMS Yeast Res. 19: foz061 (2019)
- D. Watanabe*, M. Kumano, Y. Sugimoto, M. Ito, M. Ohashi, K. Sunada, T. Takahashi, T. Yamada, and H. Takagi; Metabolic switching of sake yeast by kimoto lactic acid bacteria through the [GAR+] non-genetic element; J. Biosci. Bioeng. 126(5): 624-629 (2018)
【このテーマに関連する代表的な日本語総説】
- 吉岡求, 渡辺大輔; 伝統的発酵食品の生態系を形づくる微生物間相互作用; 日本醸造協会誌 119: 338-346 (2024)
- 渡辺大輔; 伝統的発酵食品における酵母のふるまいを追究する; 生物工学会誌 101: 540-542 (2023)
- 渡辺大輔; 清酒酵母の共生とアルコール発酵; 温故知新 60: 67-72 (2023)
- 渡辺大輔, 高木博史; 微生物間相互作用と代謝，そしてプリオン; 生物工学会誌 96: 463-466 (2018)