有用物質生産の遺伝子―麹菌へ高効率導入に新手法：産業技術総合研究所
(2026年5月28日発表)
（国）産業技術総合研究所は5月28日、医薬品や農薬など巨大な分子量を持つ有用物質を作る遺伝子を麹菌に効率よく組み込む手法を開発したと発表した。長い遺伝子を24のDNA断片に分けて大量に複製して一度に麹菌に導入し元の1本の長大遺伝子を再現、有用物質を作れることを確認した。複数回に及ぶ遺伝子導入が不要で、医薬品や農薬、機能性材料などの生産を効率化するのに役立つという。
生物が細胞内で作る有用物質の“設計図”といえる遺伝子を、生産性の高い微生物に移植して生産させる手法はすでに広く使われている。特に麹菌は古くから発酵食品の生産に用いられ安全性や物質生産能力が高いことが知られている。ただ、有用物質生産に必要な他の遺伝子の移植に時間と手間がかかるのが課題だった。
そこで産総研は今回、こうした麹菌に医薬品や農薬などの生産に必要な長大な生合成遺伝子を、従来技術よりも格段に短い時間と少ない手間で導入する技術の開発を試みた。遺伝情報の構成単位である塩基対の数にして全部で63kb(キロベース、1kbは1,000塩基(6万3,000個)）にも上る、合計８つの遺伝子で構成される生合成遺伝子を対象にした。
実験ではこれらの遺伝子を24個のDNA断片に分け、それぞれの両端末に重複する塩基配列を1kb（1,000個）ずつ付けるなどの改変をした。これらをPCR（ポリメラーゼ連鎖反応）という遺伝子工学手法で増やし、24個のDNA断片を同じ量（等モル量）だけ混合して麹菌に導入した。
その結果、麹菌の培養コロニー42個のうち13個でDNA断片が正しい配列でつながり、元の配列を持つDNAを染色体内の正しい位置に持つようになった。さらにこれらの麹菌を液体培養したところ、目的とする有用物質が麹菌内で生産されていることが確認できた。
従来技術では、遺伝子操作をした細胞集団の中から特定のDNA配列を持つ細胞を探し出して培養するなど多くの手間が必要だったが、新技術ではそうした作業が必要ない。このため従来手法に比べより少ない手間と、4分の１という短い時間で目的の有用物質を生産する麹菌がつくれるという。
産総研は今後、別種の有用物質を作る麹菌への応用を試みるとともに、その生産量を増やす改良にも取り組む。
