米乐m6官方网站 智能细胞技术使原酶生产率比野生菌株高约 30 倍

NEDO、旭化成制药株式会社和米乐m6官方网站 (AIST) 通过利用智能细胞技术，利用植物和微生物细胞生产高功能产品，成功提高了胆固醇酯酶（一种体外诊断药物的原材料）的生产效率。新建的智能细胞生产能力是常规微生物（野生株）的30倍以上。这也减少了生产过程中产生的电力消耗，产生二氧化碳₂预计每年还可减少排放量约 23 吨（与传统方法相比减少约 96%）。旭化成制药有限公司计划尽快将使用这种智能细胞生产的胆固醇酯酶商业化，并旨在实现生产高性能化学品和医药原料的“智能细胞产业”。

许多体外诊断药物用于医院检查和健康检查，以检查健康状况，调查身体状况不佳的原因，并确认治疗的有效性。大多数生化检测试剂是酶^※1，利用酶的作用测定体内物质的浓度。例如，在测量血液胆固醇的体外诊断药物中，胆固醇酯酶^※2的酶来测量体内胆固醇浓度。

胆固醇酯酶由微生物稳定伯克霍尔德菌 (Burkholderia stableis) 产生 (稳定伯克霍尔德菌)已知在细菌体外分泌和产生。然而，由于这种野生菌株中胆固醇酯酶的分泌受到复杂的调控，因此很难使用以大肠杆菌为宿主的常规基因重组技术来提高产量，并且已经尝试使用培育野生菌株的经典方法来提高产量。然而，即使采用这种育种方法，产量也只能提高到野生菌株的28倍左右，因此需要开发一种比育种方法更具国际竞争力、成本更低、生产效率更高的新技术。

在这种情况下，从2016财年开始，新能源产业技术综合开发机构（NEDO）、旭化成制药公司和米乐m6官方网站（AIST）将人为地最大化生物细胞的材料生产能力，并使用优化的细胞（智能细胞）来生产节能且低成本的高性能产品智能电池项目^※3这一次，新的组成型启动子^※4通过对宿主（稳定伯克霍尔德杆菌）进行功能改造，我们成功构建了稳定伯克霍尔德杆菌智能细胞，其胆固醇酯酶生产能力是野生菌株的30倍以上。

这使得即使每年使用的培养物量和生产次数减少，也可以生产与以前相同量的胆固醇酯酶，从而减少生产过程中的电力消耗。₂在排放方面，预计每年可减少约23吨的效果（与传统方法相比减少约96%）。旭化成制药旨在快速将这种智能细胞生产的胆固醇酯酶商业化，实现生产高性能化学品和医药原料的“智能细胞产业”。

NEDO、旭化成制药和 AIST 一直通过 2016 年至 2018 年的委托项目和 2019 年至 2020 年的补贴项目致力于智能细胞技术的开发。这次是智能细胞技术之一“表达控制网络构建技术”^※5等信息分析技术开发智能电池。和基因组学分析。

·委托业务概要
企业名称：开发利用植物等生物体的高性能产品生产技术/开发有助于创造高产微生物的信息分析系统（负责主题：通过提高胆固醇酯酶的生产力来验证有效性）
项目周期：2016-2018
承包商：旭化成制药有限公司
合作研究机构：产业技术综合研究所

作为 2016 财年至 2018 财年委托项目的一部分，我们寻找控制基因表达的新启动子，以构建具有更高胆固醇酯酶生产效率的重组稳定伯克霍尔德杆菌菌株。首先，我们对稳定伯克霍尔德杆菌野生株的整个基因组进行了测序，并鉴定了基因组中编码的基因。结果，他们发现野生株有3条环状染色体，这些染色体编码6764个基因。基于此，来自多种条件下培养的细菌细胞RNA^※6并通过下一代基因组序列分析计算出每个基因的转录量。基于此处获得的每个基因的转录量信息，我们选择了九个启动子候选者，它们组成性地强烈控制基因表达，而不受培养条件或培养基组成变化的影响。

　将每个启动子候选序列构建为含有连接于胆固醇酯酶基因上游的序列的表达载体，并将其引入稳定伯克霍尔德杆菌野生菌株中以诱导胆固醇酯酶活性。OD660^※7，我们发现九个候选序列中的每一个都充当具有不同表达水平的启动子（图2）。图 2 中横轴上的数字表示九个启动子中每个启动子的研究结果。在委托项目中，我们利用这个发现的启动子建立了以稳定伯克霍尔德菌为宿主的胆固醇酯酶重组表达技术。

·补助项目概要
企业名称：利用植物等生物体开发高性能产品生产技术/利用微生物开发高性能产品生产技术/重组稳定伯克霍尔德菌胆固醇酯酶开发
项目周期：2019-2020
资助者：旭化成制药有限公司
联合研究机构：产业技术综合研究所

根据委托项目的结果，在2019-2020年资助项目中，我们致力于利用智能细胞技术改进宿主，以进一步提高胆固醇酯酶的产量。他们对通过随机破坏染色体上的基因的实验或向基因中导入突变的实验获得的突变株的胆固醇酯酶产生量之间的相关性进行了研究，并通过基因序列分析成功地发现了以前未知的功能且有助于提高胆固醇酯酶生产能力的特定基因。

通过将委托项目构建的新型启动子表达技术与资助项目构建的改良宿主相结合，我们发现胆固醇酯酶的分泌产量比野生菌株提高了30倍以上，并首次成功构建了传统育种方法无法实现的高产智能细胞。

我们将利用本研究开发的智能电池来推动早期商业化，为智能电池产业的实现做出贡献。与使用野生种群的生产过程相比，这将减少每年的二氧化碳排放量。₂我们将努力实现低环境影响的生产，减少约 23 吨的排放量。

※1 酶

催化各种化学反应的蛋白质。[返回来源]

※2 胆固醇酯酶

一种催化胆固醇酯水解反应的酶。[返回来源]

※3 智能小区项目

NEDO 的“利用植物等生物体开发高性能产品生产技术”项目将于 2016 年至 2020 年实施，为期五年。
智能电池项目惠普：https://wwwjbaorjp/nedo_smartcell/ [返回来源]

※4 组成型启动子

启动子是在从DNA信息制造蛋白质方面发挥重要作用的基因序列，DNA信息是蛋白质的蓝图，有两种类型：诱导型和组成型。诱导型仅在一定条件下起作用，而本构型则始终起作用。[返回来源]

※5表达控制网络构建技术

一种将基因表达数据中的基因间相互作用表达为网络模型的技术，以理解作为一个系统的细胞内发生的现象，并提出用于人工控制修饰的候选基因。
https://wwwjbaorjp/nedo_smartcell/theme/09php [返回来源]

※6＜RNA

核酸是在利用 DNA 信息制造蛋白质的过程中产生的。它是通过使用 DNA 作为模板的转录反应合成的。此外，一种称为翻译的反应会合成与 RNA 序列相对应的蛋白质。[返回来源]

※7OD660

在660 nm波长下测量培养液中微生物的密度。以大肠杆菌为例，OD660=1时的细胞密度为1x10⁸〜1x10⁹细胞/mL。[返回来源]