yrammuS 要概山東 信介43Shinsuke SANDO中川 明44Akira NAKAGAWA生体治療に向けた人工線維芽細胞増殖因子の開発 （2019採択）Development of Artificial Fibroblast Growth Factor for Medical Applications(Project 2019)大腸菌を用いたモルヒネの発酵生産 （2019採択）Morphine production using Escherichia coli(Project 2019)41Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2020)細胞は細胞膜受容体の活動によって外界からのシグナルに応答する．細胞増殖因子とその受容体はその重要な役割を担う．特に，線維芽細胞増殖因子（FGF）は，その受容体（FGFR）を活性化することができ，再生医療に重要な細胞増殖因子である．本研究では，人工FGFの開発を進めた．試験管内進化法によりFGFRのアイソフォームに結合するDNAアプタマーを取得した．実際に細胞膜上のFGFRに対する結合も確認された．このFGFRアイソフォームに対するDNAアプタマーは現在まで報告されておらず，初めてその取得に成功したと言える．今後，アゴニストの設計が実現できれば，生体治療や再生医療に向けた応用が可能になると期待できる．Cells respond to external signals by the action of membrane receptors. Growth factors and those cognate re-ceptors play important roles in this process. In particular, fibroblast growth factor (FGF), that activates its cognate receptor FGFR, is one of the key players in regenerative medicines. In this study, we have developed an artificial FGF. DNA aptamers that selectively bind to one FGFR isoform were obtained by in vitro evolu-tion method SELEX. In fact, the obtained DNA aptamer showed a high binding affinity to the FGFR isoform expressed on cell membrane.本研究では，大腸菌を用いて安価な炭素源であるグルコースからモルヒネを発酵生産する系を構築する．グルコースからモルヒネを生合成するには20以上の酵素遺伝子を導入する必要があるが，単純に生合成酵素遺伝子を導入するだけで生産することは難しく，遺伝子の並び順，ベクターの選択，補酵素供給系の強化等，特異的な改良が必要であった．残念ながら，１菌体でのモルヒネ生産は叶わなかったが，モルヒネ生合成経路を3つに分け，それぞれの培養上清を用いて3菌体を段階的に培養することにより，グルコースからのモルヒネ生産に成功した．本技術は将来的なモルヒネ実用生産の礎となり得る研究成果と考えられる．In this study, we constructed a system for fermentative production of morphine from glucose, which is an in-expensive carbon source, using Escherichia coli (E. coli). For fermentative production of morphine from glu-cose, it is necessary to introduce 20 or more enzyme genes into the E. coli strain, but it is difficult to produce only by simple introduction of the biosynthetic enzyme genes. The order of genes, vector selection and strengthening the cofactor supply were required for improvement of production. Unfortunately, one-pod pro-duction of morphine was not achieved, but by dividing the morphine biosynthetic pathway into three and stepwise culture of the three strains using each culture supernatant, morphine could be made from the sugar. This technology could be the basis of future practical production of morphine.
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