JP4047354B2 - ドコサヘキサエン酸(dha)の生産性の高い新規ラビリンチュラ類微生物およびその利用 - Google Patents
ドコサヘキサエン酸(dha)の生産性の高い新規ラビリンチュラ類微生物およびその利用 Download PDFInfo
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Description
本発明にかかる新規微生物は、ドコサヘキサエン酸(DHA)の生産能を有する新規ラビリンチュラ類微生物12B株である。この12B株は、クロミスタ界(Kingdom Chromista)、不等毛門(Phylum Heterokonta)に属し、ラビリンチュラ鋼(Class Labyrinthulea)、ラビリンチュラ目(Order Labyrinthulida)に属すると考えられる。科(Family)以下の分類群に関しては、生理形態的性質に基づく分類と18S rRNA遺伝子の塩基配列に基づく分類に整合性が乏しく、現在統一した見解が得られていないために、12B株の帰属に関しては不明である。現時点で、今受け入れられている科以下の分類群に12B株を強いて当てはめれば、その生理形態的性質と18S rRNA遺伝子の塩基配列を考慮すると、ヤブレツボカビ科(Family Thraustochytriaceae)に属すると考えられる。つまり、当該12B株は、より具体的には、ヤブレツボカビ類微生物12B株(thraustochytrid strain 12B)と考えられる。ただし、12B株の帰属は確定していないので、この表現は一時的なものである。
本発明では、DHAの生産に上記12B株を用いてもよいし、DHAを含有する組成物の製造に12B株を用いてもよい。すなわち、本発明にかかるDHAの製造方法(生産方法)、およびDHA含有組成物の製造方法は、上記12B株を用いる方法であればよく、具体的な工程や条件は特に限定されるものではない。
本発明の利用分野は特に限定されるものではなく、DHAを効率的に生産したり、DHA含有粗製物を効率的に製造したりする分野に広く利用することができる。特に、上記のように、サプリメント等の食品、飼料、医薬品等の製造や、これらの原料としてのDHAの製造に好適に用いることができる。
以下の実施例で用いたBy+培地、および、F培地は、表4に示す組成となるように各成分を秤量し、これら成分を蒸留水に添加して、均一に溶解または分散するまで攪拌し、オートクレーブにより滅菌して調製した。なお、寒天培地の場合は1%濃度となるようにアガーを加えた。
DHA生産微生物を単離する試料として、沖縄県西表島シーラ川河口近くのマングローブ林床(汽水域)から採集した落葉を用いた。落葉に付着している微生物をできるだけ多数培養するため、落葉を直接、ペニシリンGおよびストレプトマイシン(各50μM)を含むBy+寒天培地上に置き、28℃で数日間培養した。
12B株は単細胞性であり、ペニシリンGおよびストレプトマイシン存在下での生育が可能であることから単細胞性真核生物であると結論した。さらに、マングローブの林床に由来する試料から単離されたこと、DHA含量が非常に高いことから不等毛類(Heteroconta)に属するヤブレツボカビ類(thraustochytrid)であることが予想された。
上記12B株を10mLのF培地(pH7.5)を入れた50mLの三角フラスコに接種し、28℃、180rpmの条件で2日間振盪培養した。一定時間毎に約50〜100μLの培養液を無菌的に採取し、その一部を用いて600nmの吸光度を測定し、12B株の増殖の程度を評価した。残りの培養液は遠心分離に供し、得られた細胞を10mLの1%塩化ナトリウムおよび蒸留水で各1回洗浄した。得られた細胞は凍結乾燥し、秤量した。凍結乾燥した細胞の一定量(10mg)を用い、上記〔DHA生産微生物の単離〕の項で説明したようにメタノリシスし、得られた脂肪酸メチルエステルをガスクロマトグラフ分析に供し、脂肪酸組成を分析した。
By+培地を用いて液体培養をした12B株を対数増殖期において回収し、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)法を用いて全ゲノムDNAを抽出した。得られたゲノムDNAを鋳型とし、次の表7に示す18S rRNA遺伝子に特異的なオリゴプライマーを用いてPCRを行い、18S rRNA遺伝子を増幅した。これにより、18S rRNA遺伝子の塩基配列をほぼ決定した。その塩基配列を配列番号1に示す。
上記のように本発明にかかる12B株は、外質ネット、不等鞭毛、鱗片状細胞壁といった形態学的性質を有することから、8属が含まれる広義のラビリンチュラ類と判断されるが、その一方で、既知のラビリンチュラ類には報告されていない性質、すなわち、細胞の形態が桑の実状を呈すること、その18S rRNA遺伝子の塩基配列が複数箇所で多型を示すことがあきらかとなった。
上記12B株によるDHA生産性の向上(改善)を目的として、培養液のpHを4〜8の間で変化させることにより、細胞収量およびDHA生産性に対する影響を調べた。その結果を表10に示す。なお、培地としてはF培地を用い、pH以外の培養条件は〔12B株の同定:生理学的性質〕の項における培養条件に従った。
炭素源としてグルコース(ブドウ糖)を用いるとラビリンチュラ類の細胞収量が増加することが知られている。そこで、F培地中のグルコース濃度を5〜15%の範囲内で変化させることにより、その細胞収量およびDHA生産性に対する影響を調べた。その結果を表11に示す。なお、培養条件は〔12B株の同定:生理学的性質〕の項における培養条件に従った。
12B株の培養において海水濃度の影響を見るために、F培地における海水濃度を0〜100%の範囲内で変化させ、その細胞収量およびDHA生産性に対する影響を調べた。その結果を表12に示す。なお、培養条件は〔12B株の同定:生理学的性質〕の項における培養条件に従った。
上記のように、12B株の培養においては、海水濃度がDHAの生産性に影響を与えることが明らかとなった。そこで、海水に含有される塩の主成分である塩化ナトリウムの影響を調べた。具体的には、F培地のグルコース濃度を8%とするとともに、海水に代えて塩化ナトリウムを用いて、塩化ナトリウムの濃度を0〜1.5%の間で変化させることにより、細胞収量およびDHA生産性に対する影響を調べた。その結果を表13に示す。なお、他の培養条件は、50mLフラスコを用いて10mLの培地で、培養温度30℃、振盪条件180rpm、培養時間2日間(48時間)とした。
ジャーファーメンターは、空気(酸素)の供給量を任意に変えることができるため、これを用いた培養では、一般的にフラスコで振盪培養する場合に比べて、微生物の増殖性(細胞の生産性)が高い。そこで、12B株をジャーファーメンターで培養し、細胞の生産性を確認した。
米ヌカはウシ等の家畜や家禽の飼料として広く利用されている。それゆえ、飼料用の米ヌカにDHAを含有させることができれば、家畜・家禽用飼料として付加価値を上げることができる。そこで、米ヌカを培地に用いて12B株を培養することにより、DHA含有米ヌカの直接的な製造を試みた。
まず、50mLフラスコに米ヌカ2gを加え、これをベースにした3種類の培地X、Y、およびZを調製した。その組成を表14に示す。なお、表14中の真水とは、海水成分を含まない水(この場合、蒸留水)を指し、培地中の水分含量は60%となる。また、下記の[ii]・[iii]の培養実験の対比に関し、水分含量のパーセントについては、培地重量に対する水分量であるとともに、海水の溶質の重量は誤差範囲と見なせるので、海水・真水に関わらず水1ml当たり1gとして、「重量%(%(w/w)、本実施例中では、単に「%」と略記)」も「%(v/w)」も等価と見なす。
米ヌカに対して、水分含量が45〜66.7%(全培地に占める水分の割合(v/w))になるように水分(ブドウ糖を含むF培地と前培養液)を加えて、30℃で7日間培養し、米ヌカに含まれるDHAを定量した。培地ごとの水分含量、海水濃度、NaCl濃度、ゼロタイム(培養開始時)および培養7日後におけるDHAの増加量を表16に示す。
前記[ii]の培養では、水分としてブドウ糖を含むF培地を加えた。しかしながら、固形培地のコスト、培養後の家畜による米ヌカそのものの炭素源および窒素源としての利用性を考慮すると、F培地は加えず、水分を加えるのみで固形培養が可能であることが望ましい。さらに、海水を使用しない、あるいはNaClを添加しないことも同様の効果があると考えられる。
Claims (11)
- ドコサヘキサエン酸の生産能を有する新規ラビリンチュラ類微生物12B株(受託番号NITE P−68)。
- 配列番号1に示す18S rRNA遺伝子を有する請求項1に記載のラビリンチュラ類微生物。
- ドコサヘキサエン酸(DHA)を含有する組成物の製造方法であって、
培地にラビリンチュラ類微生物12B株(受託番号NITE P−68)を接種して培養する培養工程を含むことを特徴とするDHA含有組成物の製造方法。 - 上記培養工程で用いられる培地は、液体、固形、または形状保持性を有する半固形の何れかの形状を有していることを特徴とする請求項3に記載のDHA含有組成物の製造方法。
- 上記培養工程では、培地の形状が固形である場合に、当該培地に添加する水分量の下限を45%(v/w)以上とすることを特徴とする請求項4に記載のDHA含有組成物の製造方法。
- 上記培養工程では、培地の形状が固形である場合に、当該培地に添加する水分量の上限を60%(v/w)以下とすることを特徴とする請求項4または5に記載のDHA含有組成物の製造方法。
- 上記培養工程では、静置培養または振盪培養の何れかが選択されることを特徴とする請求項3ないし6の何れか1項に記載のDHA含有組成物の製造方法。
- 上記培養工程では、上記培地として食品または飼料を用い、これに対して、上記ラビリンチュラ類微生物12B株を接種して培養することにより、当該食品または飼料にDHAを含有させることを特徴とする請求項3ないし7の何れか1項に記載のDHA含有組成物の製造方法。
- 上記食品または飼料が、米ヌカであることを特徴とする請求項8に記載のDHA含有組成物の製造方法。
- 上記ドコサヘキサエン酸含有組成物が、DHA含有油脂またはDHA含有リン脂質であることを特徴とする請求項3ないし9の何れか1項に記載のDHA含有組成物の製造方法。
- 培地にラビリンチュラ類微生物12B株(受託番号NITE P−68)を接種して培養し、得られる微生物細胞、および、培養後の培地の少なくとも一方から、ドコサヘキサエン酸(DHA)を取得することを特徴とするDHAの製造方法。
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