Investigation of copper homeostasis of pathogenic fungi and host cells required in infection

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K15144
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 楠屋 陽子 千葉大学, 真菌医学研究センター, 特任助教 (50711149)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: Aspergillus fumigatus / 銅 / 銅ホメオスタシス / 銅耐性化株 / 全ゲノムシーケンス

Outline of Annual Research Achievements

銅は生命維持に欠かせない必須金属であるが、その濃度は低くすぎると生育が阻害され、高すぎると毒となる。環境中の至る所に存在する病原性真菌Aspergillus fumigatusにおいても銅の獲得と解毒が宿主内での生存に重要な役割を果たしている。そこでA. fumigatusの銅恒常性の維持に関連する因子の探索とその機能解明を通して、どのようにして宿主内で環境適応し、病原性を保ち感染拡大に至るのかを明らかにするため、銅恒常性（銅ホメオスタシス）の維持に関与する転写制御機構の解析を行う。
2020年度は、高濃度の銅環境への適応機構の知見を得るために銅耐性化株の詳細な解析を計画した。そのために2019年度に作成した銅に対する耐性を持つ8株の全ゲノムシーケンスをHiSeqX（Illumina）により行った。銅耐性化株は、銅に感受性の高い株を銅の濃度を高くした培地で培養、回収する（1世代）、1世代目を銅の濃度を高くした培地で培養、回収する（2世代）、この継代培養を10世代まで繰り返すことで得られた株で、全ゲノムシーケンスには5世代目と10世代目の株を使用した。全ゲノムシーケンスの結果により、10世代目の株では8株のうち、5株のゲノムにSNPが検出され、更に検出されたSNPのうち一つは3株に共通していた。また、5世代目と10世代目の両方のゲノムで多くの挿入と欠損が起こっており、銅耐性化によりゲノムに著しい変化が起こっていることが示された。次に蚕への感染実験を行うことで、10世代目の銅耐性化株は0世代目の感受性株と5世代目の株に比べて病原性が弱くなることが明らかになった。