2019 Fiscal Year Annual Research Report
糸状菌多糖分解酵素遺伝子の転写抑制に関わる情報伝達ネットワークの解明
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18H02125
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小林 哲夫 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20170334)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
國武 絵美 三重大学, 生物資源学研究科, 助教 (30800586)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 糸状菌 / Aspergillus nidulans / 転写制御 / 多糖分解酵素遺伝子 / カーボンカタボライト抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糸状菌におけるCCR（Carbon Catabolite Repression）には転写抑制因子CreAの関与がよく知られているが、我々はこれとは独立してcAMP依存性プロテインキナーゼであるPkaAとその上流のGanBが関与することを示した。一方、脱ユビキチン化酵素CreBもCreAとは独立してCCRに関与することが示されてきた。そこで、CreBがPkaA依存的なCCRに関与するかどうか検討を加えた。プレートアッセイの結果、CreAはアミラーゼ、PkaAとGanBはセルラーゼのCCRに深く関わるのだが、CreBは両酵素のCCRに関わっていた。またセルラーゼ遺伝子の転写解析の結果でも、CreA、GanB、CreB遺伝子の破壊の影響は異なっており、それぞれ独立したCCR経路を構成することが明らかとなった。
CCRに関わるcAMPシグナリングについてはGanB/PkaA以外の構成因子が同定されていない。そこで、上流因子と考えられるGPCRの候補遺伝子の破壊株を作製し検討したが、同定には至らなかった。これは、機能重複のため表現型として現れなかったのだと考えている。一方、下流因子については出芽酵母の情報を参考とし、また、cAMPシグナリングがプロテアーゼ生産に必要であるという論文も参考とし、PkaAの標的となりそうな候補タンパク質遺伝子を絞り込んで検討を加えた結果、プロテアーゼ生産を負に制御する転写因子遺伝子を同定した。本因子がCCRに関与するかどうかが今後の検討課題である。
転写活性化因子パラログ間の競合によるCCRについては、転写活性化因子ClrBとManSが共にセルラーゼプロモーターに結合することを確認した。両者がいかに競合するかについては今後の課題である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記概要に示した通り、CreBがCreA、そしてGanB/PkaAとも独立して機能することを示した。近年、CreAとCreBの独立性が示されたところであるが、我々はCreAとGanB/PkaAが独立していることを示し、さらに今回CreBとGanB/PkaAとの独立性も示した。これにより、糸状菌におけるCCRは長年信じられた来たCreA経路だけでなく、複雑な経路により制御されていることが明らかとなった。
また、GanB/PkaA経路の上流因子は同定できなかったものの、プロテアーゼ生産に関わるPkaA下流因子を同定した。予備実験により、本因子がCCRに関わる可能性が高いことも明らかとなっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
CreA,CreB,GanBが独立していることが明らかとなったので、多重破壊株を作製しCCRの解除の程度を検討するとともに表現型を精査し応用可能性を探る。また、GanB/PkaA下流因子が実際にPkaAによりリン酸化されるか、DNA結合能を持つかなどを検討し、さらにRNAseqを含めた詳細な転写解析を行ってCCRとの関連性を詳細に明らかにする。
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