研究成果

研究成果

バイオサイエンス研究科ストレス微生物科学研究室の高木博史教授が公益財団法人エリザベス・アーノルド富士財団の平成25年度研究助成金対象者に選ばれました。

 平成25年7月9日付けで、ストレス微生物科学研究室の高木博史教授が公益財団法人エリザベス・アーノルド富士財団の研究助成対象者に選ばれました。本助成は、パン用国産麦の品種改良、製パン技術の向上発展などに関する研究を対象としており、高木教授は製パン用原料及び素材の開発、改良に関する分野の優れた研究として採択されました。 

助成受託のコメント

 エリザベス・アーノルド富士財団は米国のArnold社と日本のフジパンによって設立され、パン酵母のような製パン用原料の開発、改良に関する研究などに助成金を交付しています。私は以前に大手食品企業で「コンビニ向け冷凍パン生地」の製造会社の立ち上げに関わりましたが、評価用に作製した焼きたてのパンを皆が美味しそうに食べる光景を今も鮮明に覚えています。その時の幸福感がきっかけで、その後大学に異動すると、パン酵母の細胞が冷凍等のストレスにどのように応答し、耐性を獲得するかについての研究テーマを学生と始めました。現在、遺伝子組換え技術によって育種したパン酵母は、依然として社会的受入れが困難な状況にありますが、パン酵母の高付加価値化に分子生物学的手法は欠かせない技術の一つです。今回頂いた助成金を有効活用し、私たちが育種したパン酵母の実用化を目標に、さらなる研究の発展を目指したいと思います。 

助成受託の説明

<研究テーマ>
パン酵母の製パンストレス耐性に関与する機能未知遺伝子POG1の生理的役割の解析

<説明文>
 パン酵母は製パン過程において、冷凍、高糖、乾燥などの過酷な環境(製パンストレス)に曝されており、細胞内タンパク質の変性、活性酸素種の蓄積などによって有用機能(炭酸ガスの発生、味・風味物質の生成)が制限されています。したがって、パン酵母に高度な「製パンストレス耐性」を付与することにより、長期保存が可能な冷凍生地、40%以上のショ糖を含む高糖生地、および耐久性の強い高品質のドライイーストなどに適したパン酵母の開発が可能になります。私たちは酵母において機能が不明の遺伝子「POG1」が細胞のストレス耐性(浸透圧、塩など)に関与することを見出し、その分子機構を解析しています(図A)。最近、パン酵母でPOG1を過剰発現させると高糖生地での発酵力が、POG1を破壊すると冷凍生地での発酵力が親株に比べて向上しました(図B, C)。興味深いことに、POG1は転写因子をコードしていると推定されていますが、分子機能はほとんど不明であり、一次構造上の相同遺伝子も他の生物には存在しません。本研究では、POG1の生理的役割、特に冷凍や高糖(浸透圧)ストレス下における機能を明らかにします。


<図の説明>
A:酵母の野生株でPOG1遺伝子を過剰発現させると(+POG1)、塩化リチウム(200 mM LiCl)や塩化ナトリウム(1M NaCl)に耐性を示す。
B: POG1遺伝子過剰発現株(POG)は親株(Wild)に比べて、30%ショ糖を含む高糖生地での発酵力(炭酸ガス発生量)が相対的に高い。
C: POG1遺伝子破壊株(Δpog1)は親株(Wild)に比べて、生地を冷凍(1週間および3週間)した後の発酵力(炭酸ガス発生量)が相対的に高い。

A


B

C



関連する論文・特許

  1. Y. Sasano, Y. Haitani, K. Hashida, S. Oshiro, J. Shima and H. Takagi (2013) Improvement of fermentation ability under baking-associated stress conditions by altering the POG1 gene expression in baker's yeast. Int. J. Food Microbiol., 165, 241-245.
  2. M. Demae, Y. Murata, M. Hisano, Y. Haitani, J. Shima and H. Takagi (2007) Overexpression of two transcriptional factors, Kin28 and Pog1, suppresses the stress sensitivity caused by the rsp5 mutation in Saccharomyces cerevisiae. FEMS Microbiol. Lett., 277, 70-78.
  3. 高木博史, 笹野 佑, 島 純, 灰谷 豊 (2011) 冷凍耐性ストレス耐性を有する酵母. 特願2011-274519.
  4. 高木博史, 笹野 佑, 島 純, 灰谷 豊 (2011) 高ショ糖ストレス耐性を有する酵母. 特願2011-269051.

    (2013年08月01日掲載)

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