海洋微生物によるオメガ3脂肪酸の生合成経路を解明

2021年12月10日

日本水産株式会社(代表取締役 社長執行役員 浜田 晋吾、東京都港区、以下「ニッスイ」)は、九州大学・宮崎大学・甲南大学*1との共同研究により、海洋微生物「ラビリンチュラ類*2」のオメガ3脂肪酸生合成経路を調査し、これまで知られている生合成経路とは異なる経路でDHA(ドコサヘキサエン酸)を生産する種があることを発見しました。
さらに、その生合成経路を担う一部の遺伝子を破壊することで、DHA以外のEPA(エイコサペンタエン酸)やn-3 DPA*3などのオメガ3脂肪酸*4も生産できることを見出し、海洋微生物による持続可能な生産方法が産業レベルで確立できる可能性を示しました。
この詳細は、12月9日(ロンドン現地時間)、国際学術雑誌"Communications Biology"電子版(Springer-Nature)に掲載されました。


栄養学的・医学的効果が知られているEPAやDHAなどのオメガ3脂肪酸は、世界的に需要が拡大しています。ニッスイが機能性原料として販売しているEPAは、適切に資源管理されたペルーのアンチョビーなどから魚油を採取・精製したものです。ニッスイでは、将来的な需要の増加に備え、天然水産資源のみに依存しない持続可能な生産方法の開発に2006年より着手していました。

研究グループでは、オメガ3脂肪酸を生産することで知られている海洋微生物であるラビリンチュラ類のDHA生合成経路を詳細に調査しました。
その結果、パリエティキトリウム属*5のラビリンチュラが、これまで知られていた「ポリケチド様酵素複合体*6」による生合成経路(図(A) TypeI、 TypeII)を介さずにオメガ3脂肪酸を生合成していることを発見しました(図(A) TypeⅢ)。このTypeⅢの経路は、3つの脂肪酸鎖長伸長酵素と6つの脂肪酸不飽和化酵素から構成され、EPAやn-3 DPAを介してDHAを生合成します(図(B))。

さらに、研究グループは遺伝子組換え技術を用い、この生合成経路を担う一部の遺伝子を破壊することで、EPAやn-3 DPAといったDHA以外のオメガ3脂肪酸が生産可能であることも明らかにしました(図(B))。
説明図


微生物による機能性脂質の生産は、すでに工業化されている技術の一つです。ニッスイは、今回解明した新しい生合成経路をもとにさらなる研究開発を進めることで、将来的には遺伝子組換えによらない持続可能なオメガ3脂肪酸の供給源を獲得することを目指します。

なお、本研究は、農林水産業・食品産業科学技術研究推進事業(シーズ創出ステージ 26050A)の支援を受けて実施されたものです。

  • *1 九州大学大学院農学研究院の伊東信特任教授・石橋洋平助教、宮崎大学の林雅弘教授、甲南大学の本多大輔教授ら
  • *2 「ラビリンチュラ類」は、沿岸域から外洋、熱帯から極域、表層から深海まで、あらゆる海洋環境中に生息している直径10 µm程度の単細胞真核生物です。この生物はDHAを高濃度に蓄積することが明らかとなっており、海洋生態系におけるDHAの供給源の候補として注目されています。
  • *3 「n-3 DPA」 はドコサペンタエン酸を示します。5個の不飽和結合をもつ炭素鎖長22のオメガ3脂肪酸です。新たな機能性脂質の一つとして期待されています。
  • *4 「オメガ3脂肪酸」は不飽和脂肪酸の一つで、一般にオメガ3位(脂肪酸のメチル末端から3番目の結合部)に不飽和結合を持つものを示します。代表的なものとして、EPA・DHAが挙げられます。心疾患リスク低減、血中中性脂肪低下作用、関節リウマチ症状緩和機能などがあることが知られています。
  • *5 「パリエティキトリウム」とは、Parietichytrium属に分類されるラビリンチュラの1種です。
  • *6 「ポリケチド様酵素複合体」とは、脂肪酸の炭素鎖を伸長させる酵素や不飽和化させる機能を持つ3~5つの酵素の複合体です。この酵素複合体は、出発物質であるマロニルCoAから最終産物である各種不飽和脂肪酸を合成します。

    以 上