糸状菌転写因子ClrBとMcmAの協調によるセルラーゼ遺伝子発現誘導の分子機構
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19K15731
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
國武 絵美 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (30800586)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | Aspergillu nidulans / 転写制御 / セルラーゼ / マンナナーゼ / Aspergillus / 転写因子 / 糸状菌 / 相互作用 / Aspergillus nidulans / 遺伝子発現制御 / 転写因子間相互作用 |
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| Outline of Research at the Start |
糸状菌はセルロース系バイオマス分解酵素の主要な供給源であり、産業利用における酵素生産コストの低減化を実現するためにはその生産制御機構を解明することが重要である。セルラーゼ遺伝子の発現は培地中にセルロース由来の低分子糖が存在する時に誘導されるが、その分子機構の詳細は不明である。本研究では、モデル糸状菌Aspergillus nidulansにおいて、セルラーゼ遺伝子特異的な転写活性化因子ClrBならびにこれと協調作用を示す広域転写因子McmAが作動するための活性制御機構を解析する。加えてClrBの類似因子がセルラーゼ発現に及ぼす影響も解析し、糸状菌のセルラーゼ遺伝子発現誘導機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
糸状菌Aspergillus nidulansのセルラーゼ遺伝子の発現は特異的転写活性化因子ClrBと広域転写因子McmAによって制御されている。また、マンナナーゼ遺伝子の発現はClrBのパラログであるManSが関わり、部分的にClrBも関与する。本研究では複数の転写因子によるセルラーゼ・マンナナーゼ遺伝子の発現制御機構を解明することを目標に、これらの転写因子の活性化機構の解析や協調制御に関する解析を進めた。
ClrBの作用メカニズムの解明を目的として、GFP-ClrBの細胞内局在性を解析し、セロビオース依存的な核移行と不安定化を明らかにした。ClrBドメイン解析により、核移行シグナル、転写活性化に必要な領域、核移行制御に必要な領域を特定した。
McmAとClrBの相互作用を検出するため共免疫沈降法やYeast two hybrid法を試みたが、明確な相互作用を示す結果は得られなかった。しかしBiFC法によりClrBとMcmAを共発現する株において、核での蛍光が観察されたため、２つの転写因子の相互作用が示された。McmAと相互作用する新たな因子の探索を免疫沈降法により試み、その存在が見出された。
ManSの作用メカニズムを明らかにするため、mRFP-ManSを作出し細胞内局在を調べたところ、いずれの炭素源でも核に存在した。これよりManSの機能制御は核移行以外の方法によることが判明した。また、GFP-ClrBはマンノビオース存在下でも核移行したことから、ClrBによるマンナナーゼ遺伝子制御の妥当性が示され、またこの結果はManSと同時に働く可能性を強く支持するものとなった。DNA結合の観点からClrBとManSの協調制御を明らかにするため、EMSAを行った。ManSのマンナナーゼ遺伝子プロモーターへの結合配列を決定するとともに、両者が同時に結合する配列を見出した。
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Report
(5 results)
Research Products
(13 results)
