糸状菌のsilentな遺伝子の新規覚醒法と二次代謝産物生産への利用

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K07353
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 堀内 裕之 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00209280)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 糸状菌 / 二次代謝 / Aspergillus

Outline of Annual Research Achievements

これまでに糸状菌Aspergillus nidulansにおいてプロテインキナーゼC（PKC）の活性を人為的に変化させることにより、様々な二次代謝産物の生産に影響が出ることを明らかにしている。これら2次代謝産物の中で、ステリグマトシスチン（ST）はPKCの活性化条件ではSTの生産が抑制されることが明らかになっていた。そこで今年度はその抑制機構について検討を加えた。
これまでの研究でA. niudlansにおいてPKCはcell wall integrity (CWI)経路で働いていることが明らかになっており、PKCの下流ではMAPキナーゼのカスケードが機能していることが知られている。そこでこのMAPキナーゼのカスケードがPKCによるST生産の抑制に関わるかを検討するため、MAPキナーゼキナーゼキナーゼであるBckAの活性化型変異体を高発現できる株を作製してST生産への影響を検討したところ、やはりST生産は強く抑制された。このことからPKCによるST生産の抑制には、CWI経路でPKCの下流で働いているMAPキナーゼカスケードも関与することが示唆された。
一方、ST生産においてはAflRという転写因子がその誘導に中心的に関与することが知られている。そこで、PKCの活性化条件でのaflR遺伝子とST合成に関わる直接関わるstcU遺伝子の発現を検討したところ、ともに発現が抑制されており、PKC活性化時の両遺伝子上流のクロマチン構造について検討したところ、ヌクレオソームの数が増えていることが示唆された。さらに、PKCの活性化条件においてaflRを高発現できる株を作製し、検討した。その結果、aflRの高発現を行ってもST生産は若干しか回復しないことが明らかとなった。このことからPKCの活性化条件でのST生産の抑制にはaflRの発現抑制以外の経路も関与していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

実績の概要でも述べたように、今年度の研究によりpkcAの高発現によるST生産の抑制機構について幾つかの重要な知見が得られた。

Strategy for Future Research Activity

次年度はpkcA高発現条件下において新規に生産される二次代謝産物の単離、精製を行いその構造決定をするとともにその生産に関わる遺伝子クラスターを同定し、そのクラスターに含まれる個々の遺伝子の機能を明らかにする。さらにPKCの活性を制御した条件下におけるST生産制御機構についてもさらに詳細に検討を行う。