酵母の世界 No.30-2｜Yamadazyma thunbergiae：植物の複雑な糖を利用する沖縄生まれの新種酵母

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、北海道・利尻島の土壌から見つかった Barnettozyma sucrosica（バルネトザイマ・スクロシカ） を紹介しました。

日本各地から見つかった酵母をたどってきた「日本シリーズ」は今回で一旦最終回です！

最後の舞台は、再び日本の南へ。

2024年、沖縄から新種の酵母 Yamadazyma thunbergiae（ヤマダザイマ・トゥンベルギアエ）が報告されました。

1株は沖縄のベンガルヤハズカズラという花から、もう1株は土壌から分離されました。
著者によれば、最初の株が採取されたのは美ら海水族館の前だったそうです！

そして、この酵母を詳しく調べると、発見場所だけでなく、少し変わった「糖の食べ方」も見えてきました！

沖縄の花と土から見つかった新種酵母

最初の株は2022年夏、ベンガルヤハズカズラから分離されました。
翌年には、琉球大学キャンパスの土壌から別の株が得られています。

2株について、酵母の分類に使われるDNA配列を比較すると、互いによく一致しました。
一方、すでに知られていた近縁種とは明確な違いがあり、利用できる栄養などの生理的な性質にも違いが確認されました。

こうして2024年、新種 Yamadazyma thunbergiae（ヤマダザイマ・トゥンベルギアエ）として正式に記載されました。

新種というと、これまで誰も足を踏み入れていない場所から見つかるイメージがあるかもしれません。

しかし今回の発見場所は、観光地に咲く花と大学キャンパスの土です！

私たちの身近な自然にも、まだ名前の付いていない酵母が暮らしています。

さらに面白いのは、新種として調べる過程で、この酵母が少し変わった糖まで利用できることが分かった点です！

植物に多い「ラフィノース」を利用する

調べてみると、Y. thunbergiae は、ラフィノースやメリビオースなどを含む幅広い糖を利用できるということが分かりました！

なかでもラフィノースは、ガラクトース、グルコース、フルクトースという3種類の単糖がつながった糖です。
ダイズ、レンズ豆、ヒヨコマメなどの種子をはじめ、植物の葉や根にも広く存在します。
植物では、炭素の貯蔵や輸送に関わるだけでなく、乾燥や低温などのストレス時にも蓄積する糖として知られています。

一方、人間の小腸ではラフィノースを十分に分解できません。

ラフィノースでは、末端のガラクトースがα-1,6結合という形でつながっています。
この結合を切る酵素が、α-ガラクトシダーゼです。

私たちの消化管ではこの酵素の働きが十分ではないため、ラフィノースの多くはそのまま大腸へ届き、腸内細菌に利用されます。
豆類を食べたときにガスが生じる理由の一つもここにあります。

ところが、Y. thunbergiae はラフィノースを自身の生育に利用できます！

さらにこの酵母は、メリビオースという、ガラクトースとグルコースからなる二糖も同様に利用できることが分かりました。

つまり、ラフィノースとメリビオースの両方を利用できるということは、Y. thunbergiae がα-ガラクトースを含む糖を分解し、その炭素を細胞の代謝へ取り込む仕組みを持っていることを示しています。

しかしながら、Y. thunbergiae で実際にどの酵素や遺伝子がこの糖利用を担っているのかは、まだ詳しく調べられていません。

また、この能力が植物や土壌で暮らすことと、どのようにつながっているのかも今後の研究課題となっています。

現時点で確かに分かっているのは、この新種酵母が、ラフィノースやメリビオースという少し複雑な植物由来の糖を実際に利用できるということです。

豆類や植物資源の利用につながる可能性

では、Y. thunbergiae の糖利用能力は、どんな場面で役立つ可能性があるのでしょうか？

一つは、大豆などに含まれる消化しにくい糖を減らすことです！

ラフィノースは、人や一部の家畜にとって利用しにくいため、微生物や酵素を使ってあらかじめ分解する方法が研究されています。

もし Y. thunbergiae がラフィノースやメリビオースを効率よく分解できれば、大豆食品や豆類の加工、あるいは大豆粕などの飼料処理に利用できる可能性があります。

もう一つは、この酵母が持つ糖分解の仕組みそのものを利用することです！

たとえば、特徴的な糖分解酵素が見つかれば、Y. thunbergiae をそのまま使わなくても、その酵素を取り出して食品加工や植物由来原料の処理に使うことが考えられます。

現時点では、こうした利用はまだ研究段階ではありますが、それでも、沖縄の花や土から見つかった新種酵母が、人には分解しにくい糖を利用できるという事実は、新しい微生物資源として十分に興味深い特徴です！

おわりに

Yamadazyma thunbergiae（ヤマダザイマ・トゥンベルギアエ） は、沖縄の花と土壌から見つかり、2024年に新種として報告された酵母です。

そして調べてみると、植物に広く存在するラフィノースやメリビオースまで利用できることが分かりました。

見つかったのは、美ら海水族館の前に咲く花や大学キャンパスの土です。

つまり、まだ名前のない酵母や、まだ知られていない代謝能力は、特別な場所だけに残されているわけではありません。

身近な自然から酵母を集め、その性質を一つずつ調べていくことで、これまで知られていなかった「糖の使い方」や、将来利用できるかもしれない能力が見えてきます！

新しい酵母を見つけることは、生物に新しい名前を付けることだけではありません。
自然界に眠る、新しい代謝の可能性を見つけることでもあるのです！

次回は、Ogataea polymorpha（オガタエア・ポリモルファ）を紹介します。

この酵母は、メタノールを利用できることや、高温でも比較的よく生育することから、酵母研究やバイオものづくりの分野で広く研究されてきました。

次回は、O. polymorpha がどのようにメタノールを利用するのか、その仕組みと利用について見ていきます。

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参考文献

Seike T, et al. Yamadazyma thunbergiae sp. nov., a novel yeast species associated with Bengal clock vines and soil in Okinawa, Japan. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2024;74(10):006537.

Elango D, et al. Raffinose Family Oligosaccharides: Friend or Foe for Human and Plant Health? Frontiers in Plant Science. 2022;13:829118.

Bhatia S, et al. Microbial production and biotechnological applications of α-galactosidase. International Journal of Biological Macromolecules. 2020;150:1294–1313.

Menon A, et al. Properties and applications of α-galactosidase in agricultural waste processing and secondary agricultural process industries. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2024;104(1):21–31.

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