バイオテクノロジー

NBRCニュース 第45号

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                      NBRCニュース No. 45(2017.6.1)
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 NBRCニュース第45号をお届けします。今号は微生物あれこれ、バイテク分析法の2つの
連載をお届けします。また、夏休み時期に開催する体験教室やイベントのお知らせも掲載
しています。最後までお読みいただければ幸いです。
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 内容
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 1.新たにご利用可能となった微生物株
 2.微生物あれこれ(41)酵母の名前 -慣用名と学名の関係-
 3.バイテク分析法(4)遺伝子の機能予測
 4.NITEフレンドシップデイ(東京)開催のお知らせ
 5.夏休みに微生物を観察してみませんか? -小・中・高校生向け体験教室のご案内-
 6.名古屋議定書、日本も締結へ
 7.NBRCの菌株寄託制度が変わります

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 1.新たにご利用可能となった微生物株
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◆ NBRC株、ゲノムDNA
 糸状菌 5株、細菌 39株、アーキア 7株、ゲノムDNA 3種類が新たにご利用可能となりま
した。
 細菌では、国内で分離された非結核性抗酸菌 5株(NBRC 112747~112751)を公開しま
した。また、過去に特許寄託されていた多糖体生産菌Pseudomonas stutzeri NBRC 112746
(= FERM P-16025)の分譲を開始しました。

【詳細】 http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/nbrc/new_strain/new_dna.html

◆ RD株
 国内の海およびマングローブ環境から分離したラビリンチュラ類・渦鞭毛藻類560株を
公開しました。 また、モンゴルおよびベトナムの果物・植物から分離した糸状菌・酵
母・細菌21株を公開しました。是非、リストをご覧ください。

【詳細】 http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/rd/new_rd.html
【RD株リスト】 http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/rd/available_rd_list.html
【ラビリンチュラ類リスト】
     http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/nbrc/use/labyrinthulea.html

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 2.微生物あれこれ(41)
   酵母の名前 -慣用名と学名の関係-               (山崎敦史)
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 「酵母」とひとことで言ってもいろいろな種類があります。全国各地では、花から分離
した酵母を「花酵母」と呼んだり、地域や果物の名称を頭に付けた「○○酵母」等と呼
び、お酒やパンの製造に利用されています。様々な呼び名が付いていて、一体同じ物なの
か違うのかと混乱する方が多いと思われたので、本稿では酵母の名称と該当する種(学
名、species)について整理してみます。
 はじめに「酵母」の定義について説明します。「酵母」(英語でYeast、イースト)と
は、分類学的に定められた学名では無い慣用名です。狭義の「酵母」は、Saccharomyces 
cerevisiaeという学名、種を示しますが、広義の意味では菌界に属し、出芽や分裂によっ
て増える単細胞性の生物のことを示します。この細胞の形状によって酵母が呼び分けられ
ることがあり、多くの場合「出芽酵母」をS. cerevisiae、「分裂酵母」はSchizosaccha-
romyces pombeとそれぞれ示します(学名の「Schizo-」はラテン語で「分裂」を意味しま
す)。菌界に属する生物を「真菌」あるいは単に「菌」と呼び、酵母の他に菌糸を伸ばし
生長する糸状菌であるカビやキノコも含みます。真菌には生活環として「酵母状」で生長
するものと、「菌糸状」になるもの、またはその両方の形態をとる「二形性」と呼ぶ性質
を持つものが存在するため、「酵母(状)」は生活環における一つの形態のことを示す場
合もあります。
 さてそれでは、比較的頻繁に耳にする「○○酵母」という名称を以下にピックアップし
たので、それぞれがどの種に該当するのか確認していきたいと思います。清酒酵母、ウイ
スキー酵母、ビール酵母、ワイン酵母、パン酵母、味噌酵母、醤油酵母、トルラ酵母、天
然酵母、野生酵母、地域名酵母、分離源名酵母、花酵母及び赤色酵母について順に確認し
ます。
 日本酒やウイスキーの醸造に用いられる「清酒酵母」と「ウイスキー酵母」は、
Saccharomyces cerevisiaeのことを示します。「ビール酵母」の場合、ビールの種類に
よって種が異なります。エールビールの醸造に用いられる「上面発酵酵母」はS. cerevi-
siae、ラガービールの醸造に用いられる「下面発酵酵母」はS. pastorianusです(1)。
 ひとつの慣用名に複数の種が該当する場合があります。「ワイン酵母」は、S. cerevi-
siaeS. bayanusS. uvarumが中心となりますが、ブドウ果皮に付着していた酵母も発
酵に加わるので、上記に加え、他のSaccharomyces属、Hanseniaspora uvarumTorula-
spora delbrueckii等いくつかの種が含まれます(1)。「パン酵母」はS. cerevisiaeです
が、パン作りのサワー種(サワードウ)は小麦粉やライ麦粉に水を混ぜて作るパン種(だ
ね)であり、S. exiguus(現行名:Kazachstania exigua)、Candida krusei(現行名:
Issachenkia orientaris)、C. milleri(現行名:C. humilis)等を含みます(1)。
 味噌や醤油造りに利用される「味噌酵母」や「醤油酵母」はZygosaccharomyces rouxii
を始め、C. etchellsiiC. versatilis等を含みます(1)。アミノ酸や核酸、酵母エキス
等の調味料並びに飼料で利用される「トルラ酵母」はC. utilis(現行名:Cyberlindnera 
jadinii)です。
 「天然酵母」や「野生酵母」、並びに分離した場所の地域名を頭に付けた「地域名+酵
母」、フルーツ等の分離源を頭に付けた「分離源名+酵母」や「花酵母」等の「○○酵
母」は、使われている発酵食品の種類によって該当する種も異なります。単離された株
で、酒造や製パンに使われる場合はS. cerevisiae、単離されていない場合は、Saccharo-
myces属、Candida属、Torulaspora 属、Zygosaccharomyces属等の複数の種を含みます。
また同じS. cerevisiaeでも、株によってアルコール、香気成分及び有機酸の生産能が異
なるため、「○○酵母」という表現を用いて、種レベルよりも細かな菌株レベルで区別さ
れているようです。
 「赤色酵母」は菌体中にカロテノイド等の色素を蓄積する赤い色の酵母で、Rhodo-
torula属、Rhodosporidium属、Sporobolomyces属及びSporidiobolus属等のことを示しま
す(1)。また、アデニン生合成遺伝子(ADE1, ADE2)が変異によって機能しなくなり、赤
くなる清酒酵母もあります(2)。アデニン生合成の中間生産物が菌体内に蓄積し、重合す
ると赤い色の物質になるためです。「赤色酵母」若しくは「赤色清酒酵母」と呼ばれ、こ
の酵母を使った「桃色にごり酒」が市販されています。
 以上のように「酵母」の頭に言葉を付け加えることで様々な慣用名が存在し、それらに
は複数の種(学名)が該当する場合もあります。1種類の食品に使われる酵母が1つの慣
用名で呼ばれていても、その食品の生産に関わる複数種の酵母をまとめて示すことがある
ためです。冒頭の定義で述べたように「酵母」という名称は、科学的、分類学的な意味を
持たないものの、学会や文献等アカデミックの世界でも使われ続けているのは確かであ
り、複数の酵母種を包含して表現できることからも、大変便利な言葉であることに違いあ
りません。酵母は研究や産業の分野で広く利用されているため、各分野で使われる名称を
並列で考えるのは如何なものかと思われましたが、「○○酵母」とは一体何者なのか、考
えるきっかけになるのではと思い、敢えて横並びに紹介しました。酵母を使った発酵食品
を見かけた時など、どんな種類の酵母が使われているのか、酵母に親しみを持ちつつ本稿
を思い返してもらえると幸いです。

【文献】
 (1) Johnson, E.A. et al. (2011). In The yeasts: a taxonomic study, 
   5th Edition, 1, 21-44.
 (2) Dorfman, B.Z. (1969). Genetics, 61, 377-389.

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 3.バイテク分析法(4)
   遺伝子の機能予測                       (木村明音)
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 近年、微生物の全ゲノムシーケンス解析を実施される方が増えているように思います。
今回は、ゲノム情報の活用の基礎である遺伝子の機能予測について紹介します。
 遺伝子の機能予測を行う際は、まずは対象の遺伝子について公共データベースに登録さ
れている配列との相同性を検索します。遺伝子の相同性を検索するプログラムとして、最
も広く使用されているのがBLAST(1)であり、様々なサービスがウェブ上で提供されていま
す。例えば、文献データベースPubMedなどを運営しているNCBIや、タンパク質のデータ
ベースであるUniProt(2)などで、それぞれに登録されている配列とのBLASTを利用した相
同性検索が行えます。UniProtでは、配列から予測されるタンパク質の機能や文献等の広
範な情報について、コンピューターにより自動で付加された情報(TrEMBL)に加え、専門
スタッフにより手動で精査された情報(Swiss-Prot)も搭載されています。このため
UniProtは、BLAST検索によりヒットした配列について情報を得る際の大変有効なデータ
ベースです。
 BLASTの検索結果に基づく機能予測では、ヒットした配列との相同性の結果である
Identity(配列が一致している割合)、Score(相同性を点数化したもの)、アライメン
ト領域や活性中心等のアミノ酸残基の保存性等を確認します。検索結果が統計的に有意か
否かについては、E-valueを参考にします。E-valueとは、検索対象としているデータベー
スの中で、同等以上の相同性スコアを持つ配列が偶然に現れる確率です。そのため、E-
valueの値が低いほど統計的に有意であると言えます。機能予測をする際には、ヒットし
た配列の中でも特に活性について文献等で報告がある既知遺伝子との比較が参考になりま
す。
 また、機能予測するための別の方法として、モチーフ検索が挙げられます。モチーフ
は、類似する機能を示すタンパク質に共通して確認されるアミノ酸配列のパターンであ
り、遺伝子の機能推定において重要です。そこで、特徴の異なる複数のモチーフデータ
ベースが公開されています。例えば、収録数が多く広範囲の機能をカバーしているPfam
(3)では16712個、タンパク質全長からモデルを作成したものが多いTIGRFAMs(4)では4488
個のモチーフが登録されています(2017年5月現在)。モチーフ検索には、アミノ酸配列
について複数のモチーフデータベースに対して一括で検索を行うことが可能なInterPro
(5)というデータベースが便利です。
 モチーフ検索の結果を基に機能予測する際には、データベースに記載されている各モ
チーフについての説明や、同様のモチーフ構成を有している既知のタンパク質との比較
(図1)を参考にします。相同性検索やモチーフ検索の際に、比較対象に用いる既知遺伝
子やそのタンパク質の配列は、文献等に記載されたアクセッション番号に基づき、国際
塩基配列データベース(GenBank / EMBL-Bank / DDBJ)等から入手することが可能です。
 NBRCが提供しているMiFuPは、相同性検索やモチーフ検索により、微生物のゲノム配列
から機能遺伝子を予測するデータベースです。現在MiFuPでは、93の産業有用機能に関す
る遺伝子を手軽に予測することが可能です。遺伝子の機能を予測するために、あらかじめ
既知遺伝子の系統解析などを行い、同じ機能を示すと推測される遺伝子(オーソログ)の
みをゲノム配列から検出できるよう検索条件の最適化を行っています。
 例に挙げたデータベースはすべてウェブ上にて無料で公開されています。便利なデータ
ベースを使いこなして未知の遺伝子の機能を予測してみてはいかがでしょうか。
2つのタンパク質のモチーフ検索結果画面
【各データベースのURL】
 NCBI : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
 UniProt : http://www.uniprot.org/
 InterPro : https://www.ebi.ac.uk/interpro/
 DDBJ : http://www.ddbj.nig.ac.jp/index-j.html
 MiFuP : http://www.bio.nite.go.jp/mifup/

【文献】
 (1) Altschul S.F. et al. (1990). J. Mol. Biol., 215, 403-410.
 (2) The UniProt Consortium. (2017). Nucleic Acids Res., 45, 158-169.
 (3) Finn, R.D. et al. (2016). Nucleic Acids Res., 44, 279-285.
 (4) Haft, D.H. et al. (2013). Nucleic Acids Res., 41, 387-395.
 (5) Finn, R.D. et al. (2017). Nucleic Acids Res., 45, 190-199.

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 4.NITEフレンドシップデイ(東京)開催のお知らせ
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 NITEの日頃の活動を皆様に知っていただくために、今年もフレンドシップデイ(東京)
を7月30日に開催します。身近な物を使った体験型の実験や大人向けの講演など、お子様
から大人までみんなが楽しめるイベントを用意しています。もしかしたら、夏休みの自由
研究に役立つかもしれません。皆様のお越しをお待ちしています。

 日時:平成29年7月30日(日)10:00~16:00
 場所:製品評価技術基盤機構 本所
    東京都渋谷区西原2-49-10
    http://www.nite.go.jp/nite/aboutus/jigyosho/nite_map.html#map

【昨年の様子】 http://www.nite.go.jp/koho/event/friendship/2016.html

※開催時間や内容が変更となる場合もございます。申込方法や実験教室のスケジュールな
ど詳細な情報は平成29年6月下旬に下記URLのページに掲載予定です。NITEホームページに
て最新の情報をご確認下さい。

【詳細】 http://www.nite.go.jp/koho/event/friendship/2017.html

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 5.夏休みに微生物を観察してみませんか? -小・中・高校生向け体験教室のご案内-
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 NBRCでは千葉県教育委員会が主催する「千葉県夢チャレンジ体験スクール」に協力して
います。
 微生物は醤油やお酒といった発酵食品をはじめ、私たちの生活に密接に関係しています
が、肉眼では見ることができないため、その身近さを実感しづらい存在です。そこでNBRC
では、顕微鏡を自分で操作する等の体験を通じて、子供達が微生物の世界を知り、慣れ親
しんでもらえるような教室を開催しております。夏休みに微生物を観察してみませんか?

○科学・先端技術体験キャンプ
  日時:平成29年7月26日(水)10:00~15:30
         7月27日(木)かずさDNA研究所で体験
  場所:製品評価技術基盤機構バイオテクノロジーセンター
     千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8
  内容:身近な微生物の観察や培養、施設見学等
  対象:中高生
  募集人数:20名
  参加費用:90円

○サイエンススクール
  日時:平成29年8月1日(火)10:00~15:30
  場所:製品評価技術基盤機構バイオテクノロジーセンター
     千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8
  内容:身近な微生物の観察や施設見学等
  対象:小学4~6年生(保護者同伴)
  募集人数:20名
  参加費用:45円

<申込方法>
 申し込み受付は千葉県が行っています。申込用紙等の詳細な情報は平成29年6月初旬に
下記URLのページに掲載予定です。専用応募フォームでご応募いただくか、申込用紙に必
要事項を記入の上、郵送またはFAXで、千葉県教育庁教育振興部生涯学習課 学校・家庭・
地域連携室「千葉県夢チャレンジ体験スクール」係までご応募ください。

「千葉県夢チャレンジ体験スクール」の詳細
https://www.pref.chiba.lg.jp/kyouiku/shougaku/career/taikenschool.html#science

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 6.名古屋議定書、日本も締結へ
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 日本は、微生物を含む遺伝資源の取得と利益配分(ABS)に関する「名古屋議定書」の
締結を国際生物多様性の日である5月22日に行いました。正式に締約国となるのは8月20日
で、この日から日本において名古屋議定書の効力が発生すると同時に、国内担保措置であ
るABS指針も施行されます。

【ABS指針について】 http://www.env.go.jp/nature/biodic-abs/index.html

 NBRCでは海外資源へのアクセスに関する取り組みを行っており、ホームページ等から情
報を発信しています。日本の名古屋議定書締結による影響や国内担保措置の詳しい内容に
ついては、次号以降のメールマガジンで紹介します。

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 7.NBRCの菌株寄託制度が変わります
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 NBRCに寄託する微生物などが利用される時の条件を、寄託の目的、属する国や組織の
ルールに合わせて、寄託者が寄託時に選択できるようになります。選択できる条件は下記
の(1)~(4)です。

 (1) 利用目的の制限無し:利用者は自由に生物遺伝資源等(寄託した微生物などとその
   複製物、派生物、改変物)を利用することができる。
 (2) 利用目的を非商業的利用に限定し、商業的利用(知的財産権に関する出願を含む)
   を行うときは寄託者との事前協議が必要:利用者は生物遺伝資源等を非商業的に利
   用することができ、商業的に利用しようとする場合は寄託者と事前に協議を行う。
 (3) 利用目的は非商業的利用に限定:利用者は生物遺伝資源等を非商業的にのみ利用す
   ることができる。
 (4) 利用条件を寄託者が指定:利用者は寄託者が指定した利用条件に従う。ただしNBRC
   が行う分譲について、寄託者などの許可を必要とする、寄託者がNBRCから利益の配
   分を求める、寄託者が分譲先を制限する等の条件を課すことはできません。

 新しい寄託制度は今年度中に開始する予定です。詳細が決まり次第、ホームページ等で
お知らせします。ご質問等についてはnbrc@nite.go.jpまでお気軽にお問合せください。

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 編集後記
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 早春の千葉を蒸気機関車D51(デゴイチ)が走りましたが、幸運なことにこのデゴイチ
に乗ることができました。ホームに停車中のデゴイチは蒸気と石炭の燃える匂いを辺りに
まき散らし、時折汽笛も鳴らしたりして、黒い鉄の塊がまるで生き物のように思えまし
た。古い客車に乗り込みデゴイチが走り出すと、ゆっくりと加速していき、車窓からは外
房の海が鮮やかに見えました。トンネルを通過すると、車内に煙が入ってきて独特の匂い
がしました。古き良き時代を感じられた贅沢な時間を過ごすことができました。(HS)

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 ・画像付きのバックナンバーを以下のサイトに掲載しております。受信アドレス変更、
  受信停止も以下のサイトからお手続きいただけます。
  http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/others/nbrcnews/nbrcnews.html
 ・NBRCニュースは配信登録いただいたメールアドレスにお送りしております。
  万が一間違えて配信されておりましたら、お手数ですが、下記のアドレスにご連絡く
  ださい。
 ・ご質問、転載のご要望など、NBRCニュースについてのお問い合わせは、下記のアドレ
  スにご連絡ください。
 ・掲載内容は予告なく変更することがございます。掲載内容を許可なく複製・転載され
  ることを禁止します。
 ・偶数月の1日(休日の場合はその前後)に配信します。第46号は2017年8月1日に配
  信予定です。

  編集・発行
    独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE)バイオテクノロジーセンター
    NBRCニュース編集局(nbrcnews@nite.go.jp)
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お問い合わせ

独立行政法人製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター  生物資源利用促進課
TEL:0438-20-5763  FAX:0438-52-2329
住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 地図
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