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

2012 Fiscal Year Annual Research Report

セルロース系バイオマスの高効率変換を目指した担子菌の菌体外酵素のセクレトーム解析

Research Project

Project/Area Number 11J03288
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

堀 千明  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

Keywords担子菌 / プロテオーム解析 / バイオマス変換 / キシラン
Research Abstract

本研究では、分解機構に新たな知見を与えるために、単一バイオマス成分を使用した新しいモデル系を取り入れ、セクレトーム解析およびRNAseqを利用したトランスクリプトーム解析にて観察することを目的としている。
昨年度に、担子菌Phanerochaete chrysosporiumがセルロース培地にキシランを添加すると、初期成長速度が早くなるとともに、菌体外酵素生産が増加することを明らかにした。それらはキシラン分解関連酵素だけでなく、セルロースの酸化的分解に関与すると考えられるセロビオース脱水素酵素(CDH)および糖質加水分解酵素(GH)ファミリー61タンパク質の生産も促進されることが明らかとなった。
そこで今年度では、キシラン添加時に観察された現象を引き起こす原因となるキシランの構造を明らかにすることを目的とした。キシランは、キシロースがβ-1,4結合した主鎖にアラビノースやグルクロン酸、アセチル基などの側鎖が付加されたヘテロ多糖である。側鎖構造の違うキシランを添加した培地で本菌を生育させ、菌体量や菌体外酵素を解析したところ、ほとんど同じ傾向の結果が得られたことから、主鎖構造が菌体に影響を与えたことが推測された。そこで、直鎖状のキシロオリゴ糖(重合度1-4)に対するCDHの遺伝子応答を定量PCR解析によって調べたところ、キシロースには反応しない一方でキシロオリゴ糖には顕著に反応した。しかしながら、それらの応答強度は対照として測定したセロオリゴ糖に対する遺伝子応答強度よりも著しく小さかった。そこで、セロオリゴ糖を生産する主要なセルラーゼ遺伝子についてもキシロオリゴ糖に対する遺伝子応答を観察したところ、一部のセルラーゼ遺伝子(Cel7C)が顕著に二量体以上のキシロオリゴ糖に顕著に反応する事が明らかとなった。これらの結果から、キシロオリゴ糖によって誘導生産された一部セルラーゼのセルロース分解によってセロオリゴ糖の生成が促され、このセロオリゴ糖によりセルロース分解関連酵素の遺伝子全体が連鎖的に強く発現誘導されるといった増強作用を持つカスケード的応答機構が存在する可能性を示した。
そこで、キシロースおよび重合度2-4のキシロオリゴ糖に対するゲノムワイドな遺伝子応答を観察するために、Illuminaシーケンサーを用いて全転写産物解析を行った。糖質関連酵素遺伝子における発現応答を解析したところ、キシラン分解酵素よりも一部のセルロース分解関連酵素遺伝子が、キシロオリゴ糖に対する高い発現応答能をもつことが明らかとなり、上述したような応答機構の存在が強く示唆された。

  • Research Products

    (6 results)

All 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Transcriptional response of eellobiose dehydrogenase gene to eello- and xylooligosaccharides in the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium2012

    • Author(s)
      Hori. C., et al.
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology

      Volume: 78 Pages: 3770-3773

    • DOI

      doi:10.1128/AEM.00150-12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Paleozoic origin 01 enzymatic mechanisms for decay of lignin reconstructed using 31 fungalgenones2012

    • Author(s)
      Floudas, D., Hori. C., et al.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 236 Pages: 1715-1719

    • DOI

      doi:10.1126/science.1221748

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conparative genomics of lhe white-rot lungi, Phanerochaete carnosa and P. cbrysosponws, to elucidate the genetic basis of the distinct wood types they colonize2012

    • Author(s)
      Suzuki, H.. Hori. C., et al.
    • Journal Title

      BMC Genomics

      Volume: 13 Pages: 444-460

    • DOI

      doi:10.1186/1471-2164-13-444

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] バイオリファイナリー技術の発展を目指した木材腐朽菌のゲノムワイド/ポストゲノム解2012

    • Author(s)
      堀千明, et al.
    • Journal Title

      Cellulose Communications

      Volume: 19 Pages: 189-194

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Genome-wide analysis of eleven white- and brown-rot Polyporales provides insight into mechanisms of wood decay2013

    • Author(s)
      Chiaki Hori., et al.
    • Organizer
      27th Fungal genetics conference
    • Place of Presentation
      Asilomar, USA
    • Year and Date
      20130312-20130317
  • [Presentation] 担子菌Phaaerochaetc chrysosporiumにおけるキシロオリゴ糖に対するトランスクリプトーム発現応答解杤2012

    • Author(s)
      堀千明, et al.
    • Organizer
      第26回セルラーゼ研究会
    • Place of Presentation
      花王(株)霞ヶ浦研修所、茨城
    • Year and Date
      20120524-20120525

URL: 

Published: 2014-07-16  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi