Analysis of novel carbon catabolite repression of cellulase expression in filamentous fungi

• Project/Area Number: 17H06763
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: Kunitake Emi 三重大学, 生物資源学研究科, 助教 (30800586)
• Project Period (FY): 2017-08-25 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: Aspergillus nidulans / セルラーゼ / カーボンカタボライト抑制 / 遺伝子発現制御 / 糸状菌 / Aspergillus / 転写制御

Outline of Final Research Achievements

In Aspergillus nidulans, carbon catabolite repression (CCR) of the cellulase genes is regulated by at least two pathways; transcriptional repressor CreA-dependent pathway and cAMP signaling pathway. Transcriptional analyses in deletion mutant of creA, protein kinase A gene (pkaA), and Gα genes revealed that CCR by hexose is independently regulated by CreA and the cAMP signaling pathway (PkaA and GanB), while CCR by pentose mainly depends on CreA. The degree of contribution of CreA, PkaA, or Gα in CCR differs depending on inducers, repressing carbon sources, and cultural conditions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，PkaA及びGanBが既知の転写抑制因子CreAとは独立した経路でセルラーゼ遺伝子のカーボンカタボライト抑制を制御すること，またこれらが誘導物質や抑制炭素源，培養方法によって関与の程度が異なることを明らかにした。この成果は糸状菌の多糖分解酵素遺伝子の発現制御メカニズムの解明の一助となるはずである。また糸状菌のセルラーゼは植物性バイオマスの利活用に役立つ酵素として極めて重要であるため，この成果が効率的なセルラーゼ生産技術の開発につながると期待される。

Research Products

• [Journal Article] CreA-independent carbon catabolite repression of cellulase genes by trimeric G-protein and protein kinase A in Aspergillus nidulans (2019)
  • Author(s): Kunitake, E. Li, Y. Uchida, R. Nohara, T. Asano, K. Hattori, A. Kimura, T. Kanamaru, K. Kimura, M. Kobayashi, T.
  • Journal Title: Current Genetics Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: 941-952
  • DOI: 10.1007/s00294-019-00944-4
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Carbon catabolite repression of cellulase genes via protein kinase A pathway in Aspergillus nidulans (2019)
  • Author(s): Emi Kunitake, Yi Li, Ryota Uchida, Takehiro Nohara, Keisuke Asano, Asato Hattori, Tetsuya Kimura, Kyoko Kanamaru, Makoto Kimura, and Tetsuo Kobayashi
  • Organizer: 30th Fungal Genetics Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Aspergillus nidulansおけるGタンパク質αサブユニットを介したセルラーゼ生産抑制 (2018)
  • Author(s): 國武絵美、李怡、金丸京子、木村真、木村哲哉、小林哲夫
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] Aspergillus nidulans における cAMP 依存性プロテインキナーゼ PkaA を介したセルラーゼ生産抑制機構 (2017)
  • Author(s): 國武絵美、李怡、金丸京子、木村真、木村哲哉、小林哲夫
  • Organizer: 第１７回糸状菌分子生物学コンファレンス