桐村 光太郎 (キリムラ コウタロウ)

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所属

理工学術院 先進理工学部

職名

教授

ホームページ

http://www.appchem.waseda.ac.jp/fm-jp/KIRIMU-J.HTM

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1988年

    早稲田大学   理工学研究科   応用化学  

  •  
    -
    1988年

    早稲田大学   理工学研究科   応用化学  

  •  
    -
    1983年

    早稲田大学   理工学部   応用化学科  

学位 【 表示 / 非表示

  • Waseda University   Master of Engineering

  • 早稲田大学   工学修士

  • Waseda University   Doctor of Engineering

  • 早稲田大学   工学博士

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2000年
    -
    2009年

    早稲田大学理工学部 教授

  • 2000年
    -
    2009年

    早稲田大学理工学部 教授

  • 1992年
    -
    2000年

    早稲田大学理工学部 助教授

  • 1989年
    -
    1992年

    早稲田大学理工学部 専任講師

  • 1987年
    -
    1989年

    早稲田大学理工学部 助手

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    バイオインダストリー協会

  •  
     
     

    極限環境微生物学会

  •  
     
     

    日本農芸化学会

  •  
     
     

    日本生物工学会

  •  
     
     

    日本化学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 応用生物化学

  • 生体化学

  • バイオ機能応用、バイオプロセス工学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 応用生物化学,グリーンバイオテクノロジー,酵素バイオテクノロジー,微生物バイオテクノロジー,発酵生産,極限環境微生物,バイオプロセス、生体触媒工学、生物機能工学、バイオテクノロジー、酵素化学、物質生産、代謝工学、グリーンバイオテクノロジー、発酵工学、生体分子工学、バイオ変換工学、極限微生物利用学

研究シーズ 【 表示 / 非表示

論文 【 表示 / 非表示

  • Generation of Oxalic Acid Hyperproducers by Overexpressing the Oxaloacetate Hydrolase Gene in Aspergillus niger

    Keiichi Kobayashi, Shotaro Watanabe, Kohtaro Kirimura

    NEW BIOTECHNOLOGY   31   S163 - S163  2014年07月

    担当区分:責任著者

    DOI

  • III 型PKS を利用したmethylmalonyl-CoA からの新規多置換芳香族化合物の合成

    飯塚 恭平, 石井 義孝, 桐村 光太郎

    日本農芸化学会2021年度大会(仙台)要旨集 2A01-01     60  2021年03月

  • ゲノム編集システムを用いたクエン酸生産糸状菌におるミトコンドリア局在型クエン酸輸送体遺伝子ノックアウト株の作製と性能評価

    大浦 智之, 吉岡 育哲, 脇本 紗梨, 桐村 光太郎

    日本農芸化学会2021年度大会(仙台)要旨集 2B02-01     123  2021年03月

  • クエン酸高生産菌Aspergillus tubingensis WU-2223L のドラフトゲノムの決定

    吉岡 育哲, 高橋 弘喜, 楠屋 陽子, 矢口 貴志, 桐村 光太郎

    日本農芸化学会2021年度大会(仙台)要旨集 2A03-03     79  2021年03月

  • Constitutive production of aconitate isomerase by Pseudomonas sp. WU-0701 in relation to trans-aconitic acid assimilation

    Arisa Takiguchi, Isato Yoshioka, Yunosuke Oda, Yoshitaka Ishii, Kohtaro Kirimura

    Journal of Bioscience and Bioengineering   131 ( 1 ) 47 - 52  2021年01月

    DOI

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • Comprehensive Biotechnology, 3rd edition( "Gluconic and Itaconic Acids",p.166-171)

    Kohtaro kirimura, Isato Yoshioka

    Elsevier  2019年08月 ISBN: 9780444640468

  • Comprehensive Biotechnology, 3rd edition( "Citric Acid",p.158-165)

    Kohtaro Kirimura, Isato Yoshioka

    Elsevier  2019年08月 ISBN: 9780444640468

  • Future Directions in Biocatalysis,2nd edition

    Tomoko.matsuda( 担当: 共著)

    Elsevier, London  2017年08月 ISBN: 9780444637505

     概要を見る

    Enzymatic Kolbe-Schmitt Reaction for the Syntheses of Value-Added Compounds: Use of Biocatalysis for Carboxylation of Organic Compounds and Bioproduction

  • 食と微生物の事典

    北本勝ひこ( 担当: 共著)

    朝倉書店  2017年07月 ISBN: 9784254431216

     概要を見る

    食品に添加する有機酸をつくる微生物

  • ゲルの安定化と機能性付与・次世代への応用開発 (分担執筆 p.127-131)

    桐村 光太郎, 小林 慶一, 井手 浩平

    株式会社 技術情報協会  2013年12月

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • α-グルコシドの製造法

    桐村 光太郎

    特許権

  • クエン酸特異的蛍光センサータンパク質及びこれを用いるクエン酸の測定方法

    本田 裕樹, 桐村 光太郎

    特許権

  • 3,6-アンヒドロ-L-ガラクトース生成酵素

    6074788

    桐村 光太郎

    特許権

  • 芳香族ヒドロキシカルボン酸合成能を有する新規微生物及び該微生物又は該微生物が産生するタンパク質を用いた芳香族ヒドロキシカルボン酸の製造方法

    5126808

    桐村 光太郎, 木野 邦器, 石井 義孝, 岩崎 勇一郎, 郡司 裕朗, 若山 瑠美子

    特許権

  • γ-レゾルシン酸又は2、3-ジヒドロキシ安息香酸の製造方法

    4449406

    桐村 光太郎, 成松 由規, 草井 啓, 石井 義孝, 木野 邦器

    特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • ゲノム編集システムを利用した高効率クエン酸生産糸状菌の育種

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2023年03月
     

     概要を見る

    本研究では、クエン酸高生産糸状菌(カビ)であるAspergillus tubingensis (A. niger) WU-2223Lを宿主としてCRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集法を確立し、有機酸生産菌の育種に利用する。クエン酸生産の場であるミトコンドリアに局在する有機酸輸送体および細胞膜の有機酸輸送体の機能をゲノム編集を用いて効率的かつ網羅的に解析する。また、それらの自在な遺伝子改変による最適な輸送系の再構築を通じてクエン酸超高生産菌や有用有機酸生産菌を創製する

  • 輸送系の改変による有用有機酸高生産のための糸状菌セルファクトリの創製

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2016年03月
     

     概要を見る

    クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerを宿主として活用し、バイオベース有機酸生産のためのセルファクトリ創製を検討した。ミトコンドリア膜局在型クエン酸輸送体遺伝子の機能解析、クエン酸資化性微生物の探索、新奇酵素を利用したクエン酸からのtrans-アコニット生産への応用、について新規かつ重要な成果が得られた。さらに、クエン酸生産糸状菌の潜在能力と新奇な酵素の組み合わせによるセルファクトリ創製の可能性を見出した

  • バイオベース有機酸生産のための代謝工学的機能改変による糸状菌セルファクトリの創製

    研究期間:

    2010年04月
    -
    2013年03月
     

     概要を見る

    クエン酸生産糸状菌を宿主として活用し、バイオベース有用有機酸生産のためのセルファクトリ構築を目的とした研究を行った。高効率遺伝子相同組換え株の作製、新規III型ポリケタイド合成酵素遺伝子の解析と高発現株の作製、代謝工学的改変によるシュウ酸高効率生産株の作製、クエン酸関連代謝経路の探索とセルファクトリ構築への応用、について成果があった。さらに、クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerの潜在能力と特異的な酵素の組合せによるセルファクトリ作製の可能性について検討した

  • 酵素を利用したメントール配糖体の生産

    研究期間:

    1996年
    -
    2004年
     

  • 石油の微生物脱硫

    研究期間:

    1993年
    -
    2004年
     

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • ゲノム編集システムを利用した高機能化クエン酸生産糸状菌の育種

    2019年   桐村光太郎

     概要を見る

     申請者らの研究室で使用している糸状菌WU-2223L株は、グルコース 120 g/Lからクエン酸63 g/Lを生産する。高クエン酸生産糸状菌として重要な菌株であり、当該菌株は従来の分類基準ではAspergillus niger(クロコウジカビ)と同定されている。しかし、A. niger 菌群(AspergillusSection Nigri)は最近のゲノム情報に基づく分類では種が細分化されている。そこで、本研究ではWU-2223L株のドラフトゲノム(35 Mb)および全ミトコンドリアゲノム (32.6 kb) を決定し、再同定を行った。WU-2223L株はA.nigerに極めて近縁だが異なる種であることが判明し(論文投稿準備中)、これはクエン酸生産糸状菌が純然たるA. nigerだけに局在するわけではないことを示した。一方、ゲノム情報から、WU-2223Lはオクラトキシンやフモニシンなどのマイコトキシンを非生産であることが判明し、これは実用的には極めて優位な性質である(論文投稿準備中)。さらに、新規なゲノム編集システムを確立し、WU-2223L株の効率的なゲノム改変(遺伝子ノックアウトやノックイン)を可能にした(論文投稿準備中)。本研究を通じて、ゲノム編集システムを利用した高機能化クエン酸生産糸状菌の育種に道筋を付けた。

  • 機能性寒天オリゴ糖の選択的生産を目的とした新規寒天分解酵素の諸性質検討

    2018年  

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     寒天オリゴ糖には種々の生理活性機能を示すものがあり、医薬品や機能性食品などへの利用が期待されている。本研究では、新規β-アガラーゼを利用した機能性寒天オリゴ糖の新規生産について検討を行った。申請者らが単離した非海洋性寒天分解細菌Cellvibrio sp. WU-0601より、硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーを経て、新規β-アガラーゼの精製を達成し、諸性質を決定した。本酵素はアガロースを加水分解し、最終的にはネオアガロビオースのみを生成するという特長を有していた。さらに、土壌試料を中心に好熱性寒天分解微生物の探索を行い、複数の耐熱性アガラーゼ生産候補株を取得した。

  • 糸状菌によるバイオベース有用有機酸高効率生産を目的とした有機酸輸送系の機能改変

    2017年  

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     本研究では、Aspergillus niger(クロコウジカビ)の有機酸輸送系の観点からクエン酸やシュウ酸生産の改変を目的とした研究を実施した。申請者らは、供試菌としてWU-2223L株(原株)を使用し、ミトコンドリア膜局在型の有機酸輸送系の1つ(仮称CXXA)に着目し、相当する遺伝子の破壊株(ΔcxxA)を作製した。ΔcxxAの表現型は原株のそれと同一であった。しかし、所定時間培養後のクエン酸生産量はΔcxxAでは約56%に激減していた。これは、CXXAをコードする遺伝子がクエン酸高生産に関与していることを明示した初めての成果である[1]。さらに、有機酸生産に有用なreversibledecarboxylaseの機能を検証し[2]、シアン非感受性呼吸系酵素遺伝子とオキサロ酢酸加水分解酵素遺伝子を高発現させた株による高効率シュウ酸生産株の創製に成功した[3]。

  • 生合成リデザインによるⅢ型ポリケタイド合成酵素を活用した新規機能性分子の生産

    2017年  

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    本研究では、III 型ポリケチド合成酵素(以下III 型PKS)を活用した新規機能性分子の生産に関する研究を実施した。糸状菌由来のIII型PKS遺伝子をクローニングし、大腸菌で当該遺伝子を高発現させることで新規な特徴を明らかにした。当該酵素は種々のアシルCoA を開始基質として利用可能で、従来の糸状菌由来III型PKSとは異なる機能を有していることを明らかにした。また、試験管内での酵素反応系リデザインにより新規機能性分子の生産について検討した[1]。一方、新規酵素の候補として新規なネオアガロオリゴ糖加水分解酵素[2]やネオアガロビオース生成型の新規アガロース加水分解酵素[3]を精製し、酵素的諸性質を明らかにした。

  • クロコウジカビの胞子をモデルとした細胞内酸化ストレスの1細胞定量的モニタリング

    2007年  

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     クロコウジカビ(Aspergillus niger)の胞子(分生子)は単細胞かつ1倍体の単核であり、非栄養条件下ではそのままの形状を維持する。一方、栄養条件下では発芽し、多細胞かつ多核の菌糸を形成し成長を行う。したがって、クロコウジカビの胞子は形態的な変化や分化を観察可能な極めて有用なモデル細胞と考えることができる。申請者は、このクロコウジカビの胞子を利用した細胞内酸化ストレスの定量的モニタリング系の開発を目的として、本研究ではシアン非感受性呼吸系を構成する酵素alternative oxidaseおよびその遺伝子(aox1)を素材とした蛍光顕微鏡下での非破壊的観察を可能にする実験系を構築した。まず、クロコウジカビのaox1破壊株DAOX-1株を作製し、alternative oxidaseの活性が消失していることを確認した。つぎに、aox1のプロモーターの下流にaox1とegfp(緑色蛍光タンパク)の融合遺伝子を連結し、これをDAOX-1株に導入してAOXEGFP-1株を作製した。胞子を接種して栄養条件下に置き成長させたAOXEGFP-1株の菌糸では、alternative oxidaseの活性が検出され、EGFPによる緑色蛍光がミトコンドリアと同位置に観察されることから、融合遺伝子aox1-egfpが発現していることを確認した。以上より、aox1の発現に関して、alternative oxidase活性とEGFPの緑色蛍光をマーカーとして追跡可能な実験用菌株の作製が可能なこと、その代表株としてAOXEGFP-1株が利用可能なことを明らかにした。しかし、菌糸は糸状の多細胞で老若細胞が混在することから、aox1の発現を経時的にあるいは定量的に測定することが困難であった。一方、AOXEGFP-1株の胞子について試験したところ、未発芽な状態でもEGFPの蛍光が観察され、胞子懸濁液についてalternative oxidase活性やシアン非感受性呼吸活性が検出された。これは、胞子の状態でaox1の発現あるいはシアン非感受性呼吸活性が検出された初めての成果である。 さらに、解析ソフトで1胞子ごとのEGFP蛍光量を計測し、100個以上についての測定値を平均することで定量的で再現性のある1胞子当たりの蛍光量を測定することを可能にした。また、非栄養条件下で胞子懸濁液に種々の酸化ストレスを与えることや抗酸化剤(酸化ストレス緩和剤)を添加することを行い、EGFPの蛍光強度とシアン非感受性呼吸に相関があることを明らかにした。1細胞ごとに区画してEGFPを指標としたaox1の発現を定量的に計測することや経時的に変化を与えることでEGFPの蛍光強度が変化することを明らかにして、細胞内の酸化ストレスをモニタリングすることが可能なことを明らかにした。以上を通して、クロコウジカビの胞子をモデルとした細胞内酸化ストレスの1細胞定量的モニタリングに成功した。今後は、本実験系を利用して種々の酸化ストレスに関する細胞の応答を簡便に試験することなどが可能になると考えている。

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現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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