糸状菌 SSPs と栄養基質分解酵素の新奇相互作用モデルの構築への挑戦

• Project/Area Number: 20J01300
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 寺内 裕貴 京都大学, 地球環境学堂, 特別研究員(PD) (40915336)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 低分子量分泌タンパク質（SSPs） / 栄養基質分解酵素 / 植物病原糸状菌 / 木材腐朽菌 / SSPs-酵素間相互作用 / セクレトーム解析 / トランスクリプトーム解析 / 産業菌

Outline of Research at the Start

糸状菌（カビ）は宿主や栄養基質に侵襲する際、多種類の低分子量分泌蛋白質を分泌するが、その機能はほとんど明らかになっていない。また、糸状菌が低分子量分泌タンパク質と同時に分泌する栄養基質分解酵素と低分子量分泌蛋白質の関係性もほとんど知られていない。そこで麹菌Aspergillus oryzaeやトウモロコシごま葉枯病菌Bipolaris maydis、ヒラタケPreurotus ostreatusなど侵襲様式の異なる糸状菌の低分子量分泌蛋白質の機能、及び栄養基質分解酵素との相互作用を解析し、糸状菌における低分子量分泌蛋白質-栄養基質分解酵素間相互作用の分子機構モデルの構築に挑戦する。

Outline of Annual Research Achievements

糸状菌は、宿主や栄養基質に侵襲する際、多種類のSSPsを分泌するが、その機能はほとんど明らかになっていない。また、糸状菌がSSPsと同時に分泌する栄養基質分解酵素とSSPsの関係性も、ハイドロフォビンRolA-クチナーゼ系やハイドロフォビンと類似した固体吸着能を示すHsbA-クチナーゼを除いてほとんど知られていない。RolA-クチナーゼ系のような相互作用は限定的な環境で見出されたため、同様の現象が他のSSPsと栄養基質分解酵素間に見出されるかは不明である。様々な基質を用いて麹菌を培養し、セクレトーム解析を行った。その結果、キシランを単一炭素源として麹菌を培養した際、キシラン特異的なSSPsを同定した。これらのSSPsについて発現解析を行った結果、キシラン培養において発現に有意な差が生じた。SSPsの破壊株を作製し表現型解析を行った。その結果、破壊株のキシラン分解能については有意差が見出せなかった。現在はSSPs恒常発現株を造成し、培養上清のキシラン分解能などを調べ、これらの結果をもって論文にまとめる予定である。また、SSPs過剰発現株も造成しており、SSPsと酵素の精製、および相互作用について解析する予定である。他の糸状菌（トウモロコシごま葉枯病菌、灰色カビ病菌、ヒラタケ）に関しても同定された基質特異的なSSPsについて破壊株の表現型などを解析し、論文にまとめる予定である。
麹菌SSPsの解析の過程で見出されたハイドロフォビンについても解析している。破壊株のストレス耐性を調べたところ、界面活性剤を入れると生育が野生型より遅くなった。また、ハイドロフォビンの自己組織化膜が分生子表面から消失しているのがSEMで観察された。現在はハイドロフォビン蛍光タンパク質融合タンパク質発現株を造成し、ハイドロフォビンの局在を調べ、論文にまとめる予定である。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Adsorption Kinetics and Self-Assembled Structures of Aspergillus oryzae Hydrophobin RolA on Hydrophobic and Charged Solid Surfaces (2022)
  • Author(s): Terauchi Yuki、Nagayama Megumi、Tanaka Takumi、Tanabe Hiroki、Yoshimi Akira、Nanatani Kei、Yabu Hiroshi、Arita Toshihiko、Higuchi Takeshi、Kameda Tomoshi、Abe Keietsu
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: 88 Issue: 6
  • DOI: 10.1128/aem.02087-21
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 黄麹菌Aspergillus oryzaeハイドロフォビンRolAおよびHypB破壊株の表現型解析 (2022)
  • Author(s): 寺内裕貴, 辻健也, 吉見啓, 田中千尋, 本田与一, 河内護之
  • Organizer: 日本菌学会第66回大会
• [Presentation] Bipolaris maydis における色素呈色ならびに薬剤耐性に関わる転写因子 RPR1 の発現制御に関与する因子の探索 (2022)
  • Author(s): 藤林 悠希、二神 加奈恵、竹山 さわな、辻 健也、寺内 裕貴、陳 帯テイ、吉見 啓、田中 千尋
  • Organizer: 2022年3月7-9日、日本農薬学会第47回大会、オンライン開催
• [Presentation] 麹菌 Aspergillus oryzae 由来ハイドロフォビン RolA の Langmuir 膜に特異的に吸着したポリエステラーゼ CutL1 の可視化方法の構築 (2022)
  • Author(s): 齋藤 有美、寺内 裕貴、吉見 啓、田中 拓未・石崎 裕也、三ツ石 方也、藪 浩、阿部 敬悦
  • Organizer: 農芸化学会2022年度大会、2022年3月15-18日、オンライン開催
• [Presentation] 麹菌由来界面活性タンパク質hydrophobin RolA の微細な表面構造観察 (2022)
  • Author(s): 高橋 尚央、寺内 裕貴、田中 拓末、吉見 啓、石崎 裕也、三ツ石 方也、藪浩、阿部 敬悦
  • Organizer: 農芸化学会2022年度大会、2022年3月15-18日、オンライン開催
• [Presentation] 黄麹菌Aspergillus oryzaeのXylan特異的なSSPsの同定と破壊株の表現型解析 (2021)
  • Author(s): 寺内 裕貴、田中 千尋、本田 与一、河内 護之、吉見 啓
  • Organizer: 日本菌学会第65回大会、2021年8月23-29日、オンライン開催
• [Presentation] 麹菌界面活性タンパク質ハイドロフォビン RolA の Langmuir膜に対し特異的に吸着したポリエステラーゼ CutL1 の可視化方法構築 (2021)
  • Author(s): 齋藤 有美、寺内 裕貴、吉見 啓、田中 拓未・石崎 裕也、三ツ石 方也、藪 浩、阿部 敬悦
  • Organizer: 第73回日本生物工学会大会、2021年10月27-29日、オンライン開催
• [Presentation] Langmuir-Blodgett法を用いた麹菌由来界面活性タンパク質Hydrophobin RolAの自己組織化機構に関する解析 (2021)
  • Author(s): 井田 大輝、齋藤 有美、寺内 裕貴、田中 拓末、吉見 啓、石崎 裕也、三ツ石 方也、藪浩、阿部 敬悦
  • Organizer: 第72回コロイドおよび界面化学討論会、2021年9月15-21日、オンライン開催
• [Presentation] 麹菌ハイドロフォビンRolAのLangmuir膜に特異的に吸着したポリエステラーゼCutL1の可視化方法構築 (2021)
  • Author(s): 齋藤 有美、寺内 裕貴、吉見 啓、田中 拓未・石崎 裕也、三ツ石 方也、藪 浩、阿部 敬悦
  • Organizer: 第20回糸状菌分子生物学コンファレンス、2021年11月11-12日、オンライン開催
• [Presentation] 麹菌由来界面活性タンパク質HydrophobinRolAの自己組織化メカニズム解析 (2021)
  • Author(s): 井田 大輝、齋藤 有美、寺内 裕貴、田中 拓末、吉見 啓、石崎 裕也、三ツ石 方也、藪浩、阿部 敬悦
  • Organizer: 第20回糸状菌分子生物学コンファレンス、2021年11月11-12日、オンライン開催
• [Presentation] 麹菌由来界面活性タンパク質 hydrophobin RolAの自己組織化膜の微細な表面構造解析 (2021)
  • Author(s): 高橋 尚央、寺内 裕貴、田中 拓末、吉見 啓、石崎 裕也、三ツ石 方也、藪浩、阿部 敬悦
  • Organizer: 第20回糸状菌分子生物学コンファレンス、2021年11月11-12日、オンライン開催
• [Presentation] 麹菌および植物病原糸状菌における各炭素源特異的な SSPs の同定 (2021)
  • Author(s): 寺内裕貴、吉田裕史、田中千尋、本田与一、河内護之、吉見啓
  • Organizer: 日本農芸化学会2021年度仙台大会
• [Presentation] 麹菌 Aspergillus oryzae におけるXylan特異的なSSPsの同定 (2020)
  • Author(s): 寺内裕貴、吉田裕史、田中千尋、本田与一、河内護之、吉見啓
  • Organizer: 糸状菌分子生物学研究会若手の会第8回ワークショップ