酵母の世界 No.26-1｜Vishniacozyma victoriae：寒さの中でも働く酵母

このシリーズでは、パン・ビール・ワイン・発酵食品を支える酵母たちを、研究者の視点から少しずつ紹介しています。
★酵母の世界を巡るためのまとめページを作成してます↓

前回は、植物の表面で生きる Aureobasidium pullulans（オーレオバシディウム・プルランス）を紹介しました。

今回紹介する Vishniacozyma victoriae（ビシュニアコザイマ・ビクトリアエ）は、寒冷環境から繰り返し見つかる酵母です。

私たちは、食品を長持ちさせるために冷蔵庫を使いますよね？
それは温度を下げれば、微生物の活動が遅くなるからです。

では、南極や氷河に暮らす微生物は、どのように細胞を動かしているのでしょうか？

氷河で繰り返し見つかる酵母

V. victoriae は南極で有名になった酵母ですが、現在では氷河、雪、寒冷地の土壌など、さまざまな低温環境から見つかっています。

中国・天山山脈の氷河を調べた研究では、分離された591株の酵母のうち約16％を V. victoriae が占め、調査した6種類すべての氷河環境から見つかりました。

つまり、寒冷地でたまたま一度見つかった酵母ではなく、低温環境で繰り返し確認される酵母の一つです。

もちろん、V. victoriae は寒冷地だけに暮らすわけではなく、土壌や植物などからも分離されています。

それでも、氷河や雪のような環境で繰り返し見つかるのは非常に興味深い点です！

では、温度が下がると多くの生物の活動が鈍る中で、V. victoriae はどのように細胞を働かせているのでしょうか？

寒い中でも細胞を動かす

温度が下がると、細胞の中ではいくつもの問題が起こります。

化学反応を進める酵素は働きにくくなり、細胞を包む膜も硬くなります。
栄養を取り込み、エネルギーをつくり、新しいタンパク質を合成するといった、普段なら当たり前に進む反応も遅くなります。

つまり、寒冷環境で生きるために必要なのは、単に「凍らないこと」ではなく、低温に合わせて、細胞全体の働き方を調整することです。

実際、南極由来の V. victoriae を15℃から4℃へ移し、どの遺伝子の働きが変わるかを調べた研究があります。
その結果、タンパク質をつくる「リボソーム」、エネルギー生産を担う「酸化的リン酸化」、糖から得た成分をエネルギーへつなぐ「ピルビン酸代謝」など、生命活動の中心となる仕組みが低温への応答に関わっていました！

つまり、寒さへの対応は「低温に強い酵素を一つ持つ」という単純なものではなく、タンパク質合成、エネルギー生産、物質の取り込みなどをまとめて調整しながら、細胞そのものを低温仕様に切り替えていると考えられます。

さらに V. victoriae は、低温でも細胞の外で働く酵素をつくります！

南極由来株では、脂質を分解するリパーゼなどの細胞外酵素が4℃でも働くことが報告されています！
また、南極の地衣類から分離された株では、タンパク質、セルロース、脂質、デンプンなどを分解するさまざまな酵素活性が確認されています。

細胞外酵素は、周囲にある大きな物質を細胞の外で小さく分解し、栄養として取り込める形にするための道具です。

しかし、低温ではこうした酵素反応そのものも遅くなります。
もし周囲に栄養があっても、それを十分に分解できなければ利用できません。

そのため、低温でも細胞外酵素を働かせられることは、寒冷環境で栄養を獲得するうえで重要な性質と考えられます。

寒い場所で働く能力を、ものづくりへ

我々ヒトにとって面白いのは、V. victoriaeを使えば低温でも働ける酵素を、そのまま低温プロセスへ利用できる可能性があることです！

通常、酵素反応を速くするには温度を上げます。
しかし食品では、加熱によって香りが失われたり、熱に弱い成分が壊れたりすることがあります。
低温活性酵素なら、温度を大きく上げずに反応を進められるため、食品加工や低温洗浄などへの利用が期待できます。

さらに、低温で反応できることには別の利点もあります！

反応後に温度を上げることで酵素を失活させやすく、工程を止めやすい場合があります。
また、加温に必要なエネルギーを減らせる可能性もあります。

こうした背景から、V. victoriae は単に「寒さに強い酵母」としてではなく、低温で機能する酵素を探すための微生物資源として注目されています。

近年のゲノム解析では、多様な分泌酵素や糖質関連酵素に加え、カロテノイドや細胞外多糖などの生産能力も検討され、V. victoriae 自体を新しいバイオ生産宿主として利用できる可能性も議論されています！

つまり、

これは V. victoriae の大きな魅力となりそうです。

また別の応用として、V. victoriae は果実の病害を抑える生物防除にも研究されています！

キウイフルーツでは、果実の傷口に先に定着することで、灰色かび病菌 Botrytis cinerea の侵入や増殖を抑えることが報告されています。

低温活性とは別の特徴ですが、植物に定着できる性質も利用されているそうです。

おわりに

私たちは、冷蔵庫を使って微生物の活動を遅らせています。

しかし、V. victoriae のような酵母にとって、寒さは必ずしも「活動できない条件」ではありません。

低温でも酵素を働かせ、栄養を取り込み、細胞を動かしながら生きています。

「寒さに耐えること」と「寒さの中で働けること」は違う。

そして、その違いを生み出す仕組みは、人間にとって低温で使える酵素や、新しいバイオものづくりのヒントにもなります。

極寒の環境は、生物にとって厳しい場所です。

けれど見方を変えれば、そこは、私たちがまだ知らない能力を持つ微生物を探す場所でもあるのです！

次回は、氷河から土の中へ。

土壌や植物の周辺から見つかり、植物の成長や病気との関係が研究されている酵母 Papiliotrema laurentii（パピリオトレマ・ラウレンティイ）を紹介します！

酵母は、発酵するだけでなく、植物が育つ環境にも関わっているのでしょうか？

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参考文献

Ren L, et al. Habitat-specificity and diversity of culturable cold-adapted yeasts of a cold-based glacier in the Tianshan Mountains, northwestern China. Applied Microbiology and Biotechnology. 2019;103:2311–2327.

Carrasco M, et al. Response to cold: a comparative transcriptomic analysis in eight cold-adapted yeasts. Frontiers in Microbiology. 2022;13:828536.

Duarte AWF, et al. Extracellular hydrolytic enzymes produced by yeasts from Antarctic lichens. Anais da Academia Brasileira de Ciências. 2022;94:e20210540.

Wąsik B, Kupaj P, Moroz P, et al. Decoding the genome of the basidiomycetous yeast Vishniacozyma victoriae D19: a promising fungal model for biotechnology. BMC Genomics. 2026.

Nian L, Xie Y, Zhang H, et al. Vishniacozyma victoriae: an endophytic antagonist yeast of kiwifruit with biocontrol effect to Botrytis cinerea. Food Chemistry. 2023;411:135442.

Duarte AWF, et al. Cold-adapted enzymes produced by fungi from terrestrial and marine Antarctic environments. Critical Reviews in Biotechnology. 2018;38(4):600–619.

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