2020 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the molecular basis of incompatibility for creating the variety of industrial abilities in Koji mold Aspergillus oryzae
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18H02123
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
丸山 潤一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任教授 (00431833)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 麹菌 / 不和合性 / ゲノム編集 / 細胞融合 / 糸状菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糸状菌においては、遺伝的に不適合である株間で細胞融合体が死に至るまたは十分な生育ができない「不和合性」という現象が存在する。研究代表者らはこれまでに、有性世代が発見されていない麹菌において交配育種法を開発する過程で、多くの株の組み合わせが不和合性であることを初めて発見した。これは、麹菌の交配育種による形質多様性の創出が困難であることを意味している。
本研究では、不和合性の自己・非自己認識機構の解明を目指した。さらに、不和合性に関与する遺伝子を探索・同定のため、ゲノム編集を利用した効率的な遺伝子操作技術を利用した。麹菌の形質多様性の創出を可能とする交配育種法の確立を目指し、これを阻む不和合性を制御する機構の分子基盤の解明を目的とした。
2019年度までに、麹菌の34株を対象として、それぞれの株間の不和合性の解析を行い、和合性グループを分類した。その結果、株系統が和合性グループと相関し、異なる系統の株間では不和合性であることを明らかにした。
2021年度から2022年度にかけて、細胞融合効率が高かった株を選択し、不和合性の株どうしの細胞融合の際に起こる生理的応答を解析した。その結果、麹菌の不和合性の株どうしの細胞融合において細胞死が起こっていることを明らかにした。また、不和合性の細胞でのオルガネラの動態を観察したところ、ミトコンドリアが断片化することを発見した。このことから、ミトコンドリア分裂関連遺伝子の破壊を行ったところ、不和合性で誘導される細胞死が部分的に抑制されることが示された。このようにして、不和合性により誘導される細胞死をミトコンドリアの分裂が制御することを、糸状菌で初めて明らかにした。
以上のことから、ミトコンドリア分裂の関与の発見は細胞死のメカニズムの全容解明の糸口となり、将来、不和合性を抑制できる可能性を示した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] A nuclear protein NsiA from Epichloe festucae interacts with a MAP kinase MpkB and regulates the expression of genes required for symbiotic infection and hyphal cell fusion2020
Author(s)
Aiko Tanaka, Shota Kamiya, Yoshino Ozaki, Shinichi Kameoka, Yuka Kayano, Sanjay Saikia, Fumitake Akano, Aiko Uemura, Hiroki Takagi, Ryohei Terauchi, Jun-ichi Maruyama, Hamzeh Haj Hammadeh, Andre Fleissner, Barry Scott, Daigo Takemoto
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Journal Title
Molecular Microbiology
Volume: 114
Pages: 626-640
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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