• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

褐色腐朽菌の木材分解メカニズムの再考

Research Project

Project/Area Number 23K23668
Project/Area Number (Other) 22H02403 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 40020:Wood science-related
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

吉田 誠  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30447510)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松下 泰幸  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60335015)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Keywords褐色腐朽 / 木材保存 / 木質バイオマス / 木材腐朽 / セルロース / ヘミセルロース / リグニン
Outline of Research at the Start

日本における戸建て住宅の90%以上を占める木造住宅は、その部材である木材が腐る(腐朽と呼ばれる)というリスクに晒されており、その対策を適切に実施することは重要である。特に、その腐れを引き起こす原因微生物のうち最も主要なものとして褐色腐朽菌と呼ばれるもの菌類があげられるが、その木材腐朽メカニズムについては依然として不明な点が多い。本研究では、褐色腐朽メカニズムにおいて長らく謎とされてきた、セルロース分解機構、ヘミセルロース分解機構、リグニン分解機構について、詳細に調査し、得られた知見から、その腐朽プロセスの全貌を理解することを目指す研究である。

Outline of Annual Research Achievements

褐色腐朽菌は、日本の木造住宅において腐朽被害を引き起こす最も主要な害菌である。したがって、その腐朽メカニズム(すなわち木材細胞壁の分解メカニズム)を理解することは極めて重要な課題である。褐色腐朽菌による木材腐朽過程においては、木材細胞壁を構成する主要な3つの成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニンそれぞれにおいて特徴的な変化が生じる。すなわち、腐朽初期に急激なヘミセルロースの分解が生じ、さらにセルロースの急激な重合度低下を伴う分解が続く。一方で、リグニンは低分子化が観察されず、一部の化学的な構造変化のみが生じると考えられている。以上のように、褐色腐朽における木材細胞壁構成成分の変化挙動については現象論的な観点では多くの知見が集まりつつあるものの、そのメカニズムについては完全に把握されているとは言い難い。そこで本研究では、「褐色腐朽菌が引き起こす木材細胞壁構成成分の変化は、どのよ うなメカニズムで生じ、それが菌にとってどのような意味を持つのか?」を明らかにすべく、研究を実施している。本年度は、褐色腐朽過程におけるリグニンについて、その構造変化挙動を調査した結果、褐色腐朽過程においてリグニンに顕著な構造変化を生じている可能性が見出された。また、ヘミセルロース分解については、褐色腐朽菌が木材細胞壁中のヘミセルロースを酵素分解する際に、ドメイン構造の多様性を利用して効率的な分解を実現している可能性が示唆された。さらに、セルロース分解においては、褐色腐朽菌が有する各種分解酵素に付加する機能未知の付加ドメインを新たに見出し、その機能解析を進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度に得られた研究結果に基づき研究を継続してきた結果として、本年度の研究においては、褐色腐朽におけるセルロース分解、ヘミセルロース分解、リグニン分解それぞれについて、これまでに知られていなかった知見が見出されつつある。さらに、それらの知見について、いくつかの事項については学術論文や学会発表において公表してきている。以上のことから、本研究課題の進捗状況は、順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

これまでに得られた情報を基にして、さらに研究を継続する計画である。具体的には、各種分解酵素を任意の割合で混ぜ合わせた場合の相乗作用解析や、褐色腐朽の主要な分解酵素系と考えられているフェントン反応と酵素との関連性調査、リグニンの構造変化に関するさらなる調査を進めることで、本研究の目的である「褐色腐朽菌が引き起こす木材細胞壁構成成分の変化は、どのよ うなメカニズムで生じ、それが菌にとってどのような意味を持つのか?」を明らかにする。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Effects of carbon sources on transcription of the genes encoding wood cell wall-degrading enzyme in the brown rot fungus<i> Gloeophyllum trabeum</i>2024

    • Author(s)
      青木萌里、飯塚瑠翔、小嶋由香、吉田 誠
    • Journal Title

      MOKUZAI HOZON (Wood Protection)

      Volume: 50 Issue: 1 Pages: 2-14

    • DOI

      10.5990/jwpa.50.2

    • ISSN
      0287-9255, 1884-0116
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of an α-L-Arabinofuranosidase GH51 from the Brown-rot Fungus <i>Gloeophyllum trabeum</i>2023

    • Author(s)
      Rikako Tsukida, Makoto Yoshida, and Satoshi Kaneko
    • Journal Title

      Journal of Applied Glycoscience

      Volume: 70 Issue: 1 Pages: 9-14

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2022_0009

    • ISSN
      1344-7882, 1880-7291
    • Year and Date
      2023-03-03
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeum由来Glycoprotein様タンパク質の機能解析2024

    • Author(s)
      志波理彩、小嶋由香、近藤里沙子、吉田誠
    • Organizer
      第74回日本木材学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 木材腐朽菌における結晶性セルロース結合モジュールの保存性および多様性の調査2024

    • Author(s)
      小嶋由香、青木萌里、吉田誠、和田昌久、砂川直輝、五十嵐圭日子
    • Organizer
      第74回日本木材学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeum由来 GH10キシラナーゼの機能解析2024

    • Author(s)
      築田理華子、小嶋由香、金子哲、吉田誠
    • Organizer
      第74回日本木材学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 褐色腐朽菌が腐朽過程で引き起こすリグニンの構造変化2024

    • Author(s)
      野口直哉、西本泰城、松下泰幸、吉田 誠、青木 弾
    • Organizer
      第74回日本木材学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional analysis and physiological roles of a novel crystalline cellulose binding domain2023

    • Author(s)
      Yuka Kojima, Moeri Aoki, Satoshi Nakaba, Masahisa Wada, Naoki Sunagawa, Kiyohiko Igarashi, Makoto Yoshida
    • Organizer
      Gordon Research Conference 2023 CAZymes for Environmental Sustainability and Human Health
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A novel cellulose-binding domain from the brown-rot fungus Gloeophyllum trabeum2023

    • Author(s)
      Yuka Kojima, Naoki Sunagawa, Moeri Aoki, Masahisa Wada, Kiyohiko Igarashi, Makoto Yoshida
    • Organizer
      International Research Group on Wood Protection Annual Meeting 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Morphological observation of wood at the early stages of decay in brown rot and white rot2023

    • Author(s)
      Rikako Tsukida, Tomohiro Hatano, Yuka Kojima, Yoshiki Horikawa, Satoshi Nakaba, Ryo Funada, and Makoto Yoshida
    • Organizer
      International Research Group on Wood Protection Annual Meeting 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The cellulose binding mechanism of a novel cellulose binding domain from the brown-rot fungus Gloeophyllum trabeum2023

    • Author(s)
      Moeri Aoki, Yuka Kojima, Masahisa Wada, and Makoto Yoshida
    • Organizer
      International Research Group on Wood Protection Annual Meeting 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The roles of conserved amino acid residues in a cellulose binding domain from the brown-rot fungus Gloeophyllum trabeum2023

    • Author(s)
      Moeri Aoki, Yuka Kojima, Masahisa Wada, and Makoto Yoshida
    • Organizer
      The 5th International Cellulose Conference [ICC 2022+1](1st CIRCULAR)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adsorption properties of a novel cellulose-binding domain that specifically adsorbs on crystalline cellulose I2023

    • Author(s)
      Yuka Kojima, Naoki Sunagawa, Satomi Tagawa, Tomohiro Hatano, Moeri Aoki, Masahisa Wada, Tatsuki Kurei, Kiyohiko Igarashi, and Makoto Yoshida
    • Organizer
      The 5th International Cellulose Conference [ICC 2022+1](1st CIRCULAR)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 褐色腐朽過程で生じるリグニン構造変化に関する研究2023

    • Author(s)
      野口直哉,西本泰城,青木弾,松下泰幸,吉田誠
    • Organizer
      日本木材保存協会第39回年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeumが木材腐朽時に生産するGLP様タンパク質の機能に関する研究2023

    • Author(s)
      志波理彩,小嶋由香,近藤里沙子,吉田誠
    • Organizer
      日本木材保存協会第39回年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 担子菌Armillaria tabescens由来セルロース結合性ヘム含有タンパク質のチトクロムドメインの機能解析2023

    • Author(s)
      山下莉奈,青木萌里,築田理華子,小嶋由香,吉田誠,砂川直輝,五十嵐圭日子
    • Organizer
      日本木材保存協会第39回年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 褐色腐朽菌G. trabeum由来の糖質加水分解酵素ファミリー10に属するキシラナーゼの機能解析2023

    • Author(s)
      築田理華子、小嶋由香、吉田 誠
    • Organizer
      日本木材保存協会第39回年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 木材腐朽菌が腐朽初期に引き起こす木材細胞壁の形態変化2023

    • Author(s)
      築田理華子,波多野友博,小嶋由香,堀川祥生,半智史,船田良,吉田誠
    • Organizer
      第73回日本木材学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Gloeophyllum trabeum 由来新規セルロース結合ドメインの部位特異的変異導入解析2023

    • Author(s)
      木萌里、小嶋由香、吉田誠、和田昌久
    • Organizer
      第73回日本木材学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規結晶性セルロース結合モジュールを保持する木材腐朽担子菌の木材分解の特徴2023

    • Author(s)
      小嶋由香、青木萌里、半智史、吉田誠、田川聡美、和田昌久、砂川直輝、五十嵐圭日子
    • Organizer
      第73回日本木材学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Gloeophyllum trabeum由来セルロース結合ドメインのセルロース吸着に関与するアミノ酸残基の役割2022

    • Author(s)
      青木萌里,小嶋由香,吉田 誠,和田昌久
    • Organizer
      セルロース学会第29回年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi