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荻野 千秋*; Kahar, P.*; Lee, J. M.*; 佐藤 勝也; 大野 豊; 近藤 昭彦*
JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 105, 2016/02
Ethanol fermentation from hydrolyzed lignocellulosic biomass with yeast is very important. However, in common sense, there are several chemical inhibitors for yeast from hydrolyzed biomass. Therefore, screening of yeast strain, possessing the tolerance properties against these chemical inhibitors, should be found from nature resources or mutant libraries. To overcome the problem, we have screened yeast strains tolerant to many chemical inhibitors contained in bagasse sugar lysate (BSL) at high temperature (35 
C) from 1500 strains out of national bio-resource center yeast collection. We found that F118 strain could grow and ferment BSL and produce ethanol. For increasing of the yield and ethanol fermentation efficiency of F118 strain, the adaptation of F118 strain to high temperature was conducted, followed by carbon ion beam irradiation. Consequently, we have successfully obtained F118S88 strain as a good candidate for ethanol production from BSL at high temperature.
増渕 隆*; 渡口 和樹*; 林 秀謙*; 池永 裕*; 佐藤 勝也; 大野 豊
JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 106, 2016/02
We conducted the gene function analysis of the high ethyl caproate producing sake yeast mutant (No.227) generated by ion beam breeding in order to develop a new method for sake yeast screening and find factors contributing the reduced ability to alcohol fermentation. The genome sequences of the No.227 and Kyokai 901 (its parental strain) were determined by a whole-genome shotgun strategy using pyrosequencing method. And the determined sequences were compared with that of the sake yeast strain Kyokai 7, which is characterized by the fermentation properties. Consequently, the No.227 carried mutations in the 
and 
genes as heterozygous state. It was suggested that these mutations in the and genes in the No.227 might be attributed to the high ethyl caproate production and the low alcohol fermentation ability, respectively.
大貫 敏彦; 坂本 文徳; 山崎 信哉*; 香西 直文; 塩津 弘之; 宇都宮 聡*; 渡辺 直子*; 小崎 完*
Journal of Environmental Radioactivity, 144, p.127 - 133, 2015/06
被引用回数：9 パーセンタイル：27.12(Environmental Sciences)酵母へのCsの吸着に関して、培地中に存在する鉱物の影響を調べた。その結果、鉱物の存在は酵母へのCsの濃集を阻害した。鉱物へのCsの分配係数を調べた、分配係数が大きな鉱物の存在により、酵母へ濃集したCs濃度は少なかった。この結果から、酵母は、鉱物と競合してCsを濃集している。
荻野 千秋*; 山田 良祐*; 佐藤 勝也; 大野 豊
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 122, 2015/03
Ethanol fermentation from hydrolyzed lignocellulosic biomass with yeast is very important. However, in common sense, there are several chemical inhibitors for yeast from hydrolyzed biomass. Therefore, screening of yeast strain, possessing the tolerance properties against these chemical inhibitors, should be found from nature resources or mutant libraries. In this research, by carbon ion beam irradiation, the screening of candidate yeast strains was performed. Compared with wild type strain, the ethanol production yield was improved in the case of selected strain. It was assumed that the carbon ion beam irradiation could be influence to yeast cell, and improve the metabolic pathway. In future, by using this selected yeast, the ethanol fermentation from hydrolyzed biomass with high efficiency would be performed.
増渕 隆*; 日向 弘和*; 上田 涼史郎; 林 秀謙*; 池永 裕*; 佐藤 勝也; 大野 豊
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 123, 2015/03
We analyzed genome sequence of the high ethyl caproate producing sake yeast mutant (No.227) generated by ion beam breeding in order to investigated factors contributing the reduced ability to alcohol fermentation. In the high ethyl caproate producing sake yeast, four pyruvate decarboxylase genes (PDC), six alcohol dehydrogenase genes (ADH), two biotin synthesis genes (BIO) and chitinase gene (CTS1) might be involved in the reduced ability to alcohol fermentation. The genome sequence of the strain No.227 was determined by a whole-genome shotgun strategy using pyrosequencing method and compared with the whole-genome sequence of the sake yeast strain Kyokai 7, which is characterized by the fermentation property, as a reference sequence. For the PDC, ADH, BIO and CTS1 loci, no mutation was found in the strain No.227, suggesting that these genes did not involved in the reduced ability to alcohol fermentation.
布柴 達男*; 山内 理子*; 岩田 梨佳*; 佐藤 勝也; 大野 豊; 鳴海 一成*
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 124, 2015/03
The LOH (loss of heterozygosity) induction by various ion beam radiations was investigated in diploid . The ion beams 
C
, C
, 
He
and 
Ar
at the lowest dose of 37.5 Gy, which had 
10% lethality, induced LOH with 5
90%) resulted from homologous recombination. Pol
may be involved in the induction of LOH by ion beam radiations, because in the strain lacking Rev3, only slight induction of LOH was observed, whereas no remarkable effect of deletion for Pol was observed on ion beam induced LOH. In addition, the effects of 
extracts were examined on iron-beam radiation induced LOH, and ethanol extract of possessed inhibitory effect on LOH induced by C, He and Arion-beam radiation.
nanoparticles on microbial metabolism正木 翔太*; 塩津 弘之; 大貫 敏彦; 坂本 文徳; 宇都宮 聡*
Chemical Geology, 391, p.33 - 41, 2015/01
被引用回数：9 パーセンタイル：31.6(Geochemistry & Geophysics)酵母はCe酸化物ナノ粒子の存在により特異な有機物を排出した。Ceナノ粒子は酵母の生育への直接的な影響はないものの、グリコシシス酵素を排出した。このことから、Ceナノ粒子は酵母の代謝を変化させることが分かった。
大貫 敏彦; 尾崎 卓郎; 吉田 崇宏*; 坂本 文徳; 香西 直文; 若井 栄一; Francis, A. J.; 家藤 治幸*
Geochimica et Cosmochimica Acta, 69(22), p.5307 - 5316, 2005/11
被引用回数：48 パーセンタイル：68.3(Geochemistry & Geophysics)6価ウランの酵母細胞表面での鉱物化機構を濃集実験,分光学的分析,電子顕微鏡観察により解明した。ウランは細胞表面に吸着し、酵母細胞内から排出されるリンと接触することにより細胞表面でウラニルリン酸塩鉱物化することが明らかとなった。
坂本 文徳; 大貫 敏彦; 香西 直文; 若井 栄一; 藤井 力*; 家藤 治幸*; Francis, A. J.
Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 6(1), p.99 - 101, 2005/07
微生物の生育に対するウラン(VI)の影響を明らかにするために、ウラン(VI)を含む培地で3種類の酵母の生育実験を行った。Hansenula fabianii J640は0.1mM濃度のウラン(VI)を含む液体培地で成育したが、Saccharomyces cerevisiaeは成長しなかった。H. fabianii J640は1mM濃度のウラン(VI)を含む培地では生育しないが、ウラン無しの培地で21時間前培養すると1mM濃度のウラン(VI)を含む培地でも生育した。前培養したH. fabianii J640では、液体培地中の放射能は110時間ほとんど同じで、その後減少していった。165時間経過後の前培養したH. fabianii J640の透過型電子顕微鏡解析で、ウラン(VI)が酵母細胞に蓄積していることを観察した。H. fabianii J640を前培養しないで1mM濃度のウラン(VI)を含む液体培地で培養したときは、液体培地中のウランの放射能は加えたウラン(VI)の放射能より低くなっている。以上の結果から、ウラン(VI)は酵母の成長を阻害し、酵母細胞によるウラン(VI)の吸着は酵母の代謝に依存していることが示唆された。
大貫 敏彦; 坂本 文徳; 香西 直文; 尾崎 卓郎; 吉田 崇宏; 鳴海 一成; 若井 栄一; 酒井 卓郎; Francis, A. J.*
Chemical Geology, 212(3-4), p.279 - 290, 2004/12
被引用回数：17 パーセンタイル：34.28(Geochemistry & Geophysics)Coの酵母への濃集過程において酵母細胞に存在するCo及び他の元素の量をMicro-PIXEにより検討した。その結果、Coの濃集過程において細胞内のFe濃度が増加すること、及びK濃度が減少することがわかった。この結果から、酵母への毒性金属の濃集は、他の元素の挙動に影響を与えることが明らかとなった。
大貫 敏彦; 坂本 文徳; 香西 直文; 尾崎 卓郎; 鳴海 一成; Francis, A. J.*; 家藤 治幸*; 酒井 卓郎; 神谷 富裕; 佐藤 隆博; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 210, p.378 - 382, 2003/09
被引用回数：11 パーセンタイル：59.38(Instruments & Instrumentation)酵母に取り込まれたCsとCo及び他の元素をPIXEにより分析し、成長への影響を検討した。酵母の成長への影響を検討した結果、1mMのCsを培地に添加した場合には成長は阻害されなかったが、0.5mMのCoの添加により阻害された。Csを添加した培地で成長した酵母のPIXEスペクトルではCsのピーク強度が増加し、Pの強度が減少した。一方、Coを添加した場合には、CoとFeのピーク強度が増加したが、P,K及びZnの強度に変化はなかった。これらの結果から、PIXEは微生物の元素の変化を観察するのに有効であることがわかった。
川合 真紀; Pan, L.*; Reed, J. C.*; 内宮 博文
FEBS Letters, 464(3), p.143 - 147, 1999/12
被引用回数：125 パーセンタイル：93.25(Biochemistry & Molecular Biology)Bax Inhibitor-1 (BI-1)遺伝子はYeastにおけるBax誘導性の細胞死を抑制する新規因子としてXu and Reed(1998)によって動物で報告された。植物の細胞死メカニズムを解析する足がかりとして、われわれは植物のBI-1遺伝子をアラビドプシス(AtBI-1)及びイネ(OsBI-1)より単離した。植物BI-1遺伝子は動物と同様、6または7つの膜貫通領域を有する膜タンパク質であり、アミノ酸レベルで動物遺伝子とは約42%、イネ、アラビドプシス間では約70%の相同性を示した。植物BI-1遺伝子の機能を調べるため、ガラクトース誘導性のBax遺伝子を有する酵母(QX95001)にアラビドプシスBI-1遺伝子を導入し、Bax誘導性細胞死の抑制効果を調べた。その結果、ガラクトース培地上で、発現ベクターのみ(コントロール)を持つ株は増殖できなかったが、BI-1遺伝子を有する株は増殖が可能であった。すなわち、植物BI-1遺伝子は動物と同様、酵母におけるBax誘導性細胞死を抑制する活性を有することが確認された。
坂本 文徳; 香西 直文; 椎名 和弘; 田中 健之; 大貫 敏彦
no journal, ,
福島第一原子力発電所から放出された放射性セシウムの環境汚染が事故発生後3年を経過した今も深刻な問題となっている。一方、多くの微生物が放射性セシウムを濃集することが知られており、微生物を利用した環境修復の研究が広範に行われている。我々は、生体の放射性セシウム濃集機構を明らかにすることを目的として、酵母を用いて放射性セシウム濃集に関わる遺伝子の同定を試みた。放射性セシウムの濃集割合が低い1遺伝子欠損酵母を100株選別した。現在、その株を液体培地で培養し、放射性セシウムの濃集割合が低い株を数株選別する。発表ではそれらの株に欠損している遺伝子を詳しく考察する。
荻野 千秋*; 山田 良祐*; 近藤 昭彦*; 佐藤 勝也; 大野 豊
no journal, ,
近年の石油資源の枯渇問題に端を発し、バイオマスを原料とするバイオエタノールの生産が大きく注目されている。バイオエタノール生産には、バイオマスの前処理、酵素糖化、微生物によるエタノール発酵の3つの工程が必要である。バイオマスの前処理および酵素糖化の工程では、複数の化学物質がバイオマス中より遊離することが明らかとなっており、これらの物質が微生物発酵に阻害を及ぼしていることが明らかとなっている。したがって、これらの化学物質に対して耐性を有する酵母菌株の探索は、効率の高いエタノール醗酵を目指すには重要である。多くの研究者が紫外線照射や発がん性物質の添加誘導による遺伝子変異を試みて、変異型酵母株の選抜を行ってきているが、劇的な変異酵母株の育種には成功していないのが現状である。本研究では、このような背景を踏まえて、カーボン重イオンビーム照射法を用いて、酵母株の選抜を試みた。
増淵 隆*; 日向 弘和*; 池永 裕*; 林 秀謙*; 佐藤 勝也; 大野 豊
no journal, ,
群馬県では、オリジナルの吟醸用清酒酵母を開発するために、C(220MeV)のイオンビーム照射による突然変異で新たな吟醸用清酒酵母の開発を行っており、これまでに吟醸酒特有の香気成分であるカプロン酸エチルを高生産する優良清酒酵母(No.227)を選抜した。しかし、カプロン酸エチル高生産酵母は発酵能が弱くなることがあり、また、変異株の選抜・機能評価は多大な手数と時間を必要とし、研究の遂行を困難にする一因となっている。本研究はイオンビーム変異により得られた酵母の全ゲノムDNA塩基配列を解読し、発酵特性等の機能とゲノム情報が既に明らかとなっている酵母と比較することで、酵母選抜のメルクマールとなる香気生成能・発酵能に関与する遺伝子群を特定すること目的として行った。
池永 裕*; 富澤 佑貴*; 彦久保 和也*; 林 秀謙*; 増淵 隆*; 上山 修*; 佐藤 勝也; 鳴海 一成*
no journal, ,
清酒酵母にはガラクトースを代謝できない酵母のあることが知られており、その原因としてきょうかい7号のゲノム解析結果から、転写制御因子に存在する変異が原因ではないかと推定されている。我々は、清酒酵母きょうかい901号を親株に取得した変異株群馬KAZE酵母の3つの代謝制御遺伝子(転写因子
、リプレサー
,調節因子
)の配列解析を行ったところ、遺伝子のみが変異し、活性型である実験室酵母の遺伝子配列に戻っていることが確認された。この変異により群馬KAZE酵母は、ガラクトース代謝能を回復していた。本変異は発現形質と直接関連しており清酒酵母の分類・判別同定に資すると考えられる。
香西 直文; 坂本 文徳; 大貫 敏彦; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 神谷 富裕; 江坂 文孝
no journal, ,
放射性核種の環境中での移行における原生動物の役割を明らかにするために、重元素(U, Eu)を吸着させた酵母を用いてゾウリムシの培養を行い、その間の重元素の挙動を検討した。原生動物の中でその性質が最も知られている単細胞動物であるゾウリムシをモデル生物に選んだ。重元素の希薄な溶液に酵母を接触させると、酵母細胞表面に重元素のリン酸塩が生成した。この酵母を用いてゾウリムシを培養した。培養の間、酵母に吸着させた重元素の内、溶け出したのは極一部であった。培養が進むと、膜状の沈殿物が生成した。この沈殿物は、酵母の未消化細胞及び消化残渣とそれらの間隙を充填する緻密な有機物から成る。この膜状の沈殿物には、酵母細胞に生成したリン酸塩と大きさ形状がよく似たリン酸塩が多数観察された。これらの結果は、本研究における単純な食物連鎖系において酵母の重元素固定効果が失われないことを示唆する。
荻野 千秋*; Kahar, P.*; Lee, J. M.*; 近藤 昭彦*; 佐藤 勝也; 大野 豊
no journal, ,
近年の石油資源の枯渇問題に端を発し、バイオマスを原料とするバイオエタノールの生産が大きく注目されている。バイオエタノール生産には、バイオマスの前処理、酵素糖化、微生物によるエタノール発酵の3つの工程が必要である。バイオマスの前処理および酵素糖化の工程では、複数の化学物質がバイオマス中より遊離することが明らかとなっており、これらの物質が微生物発酵に阻害を及ぼしていることが明らかとなっている。したがって、これらの化学物質に対して耐性を有する酵母菌株の探索は、効率の高いエタノール醗酵を目指すには重要である。そこで、本研究では、イオンビーム育種技術により、化学物質に対して耐性を有する酵母菌株の探索を試みた。その結果、温度耐性が向上した変異導入株の取得に成功した。さらに、この変異導入株では高い繰返しエタノール発酵性も確認できた。
増渕 隆*; 渡口 和樹*; 池永 裕*; 林 秀謙*; 佐藤 勝也; 大野 豊
no journal, ,
群馬県では、オリジナルの吟醸用清酒酵母を開発するために、C(220MeV)のイオンビーム照射による突然変異で新たな吟醸用清酒酵母の開発を行っており、これまでに吟醸酒特有の香気成分であるカプロン酸エチルを高生産する優良清酒酵母(No.227)を選抜した。しかしカプロン酸エチル高生産酵母は発酵能が弱くなることがあり、また、変異株の選抜・機能評価は多大な手数と時間を必要とし、研究の遂行を困難にする一因となっている。本研究はNo.227とその親株である清酒酵母きょうかい901号(ky901)の全ゲノムDNA塩基配列を解読し、比較ゲノム解析することで、酵母選抜のメルクマールとなる香気生成能・発酵能に関与する遺伝子群を特定すること目的として行った。その結果、No.227において、ky901と異なる表現形質であるカプロン酸エチル高生産性、アルコール発酵能の低下への関与が示唆される遺伝子群を推定することができた。しかし、得られたゲノムDNA情報はまだギャップを多く含んでおり、さらにゲノム解析を進め、これら遺伝子群への突然変異を確認する必要があると考えられる。
坂本 文徳; 香西 直文; 大貫 敏彦; 田中 健之
no journal, ,
本研究では、微生物による放射性セシウムの濃集機構を明らかにするため、Cs-137存在下で特異的に発現するタンパク質を二次元電気泳動で解析した。その結果、Cs-137存在下で特異的に発現するタンパク質を2種類特定し、発現量が増加するタンパク質を2種類特定した。逆に、Cs-137存在下で発現量が減少する タンパク質を2種類特定した。安定同位体のCs-133存在下ではそのような現象は観察されないので、Cs-137とCs-133に 対して、酵母は異なる代謝系が機能することが明らかになった。
