Molecular and cellular biological analysis on early endosome motility and valuable material production in Aspergillus oryzae

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02874
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Higuchi Yujiro 九州大学, 農学研究院, 准教授 (50732765)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 黄麹菌 / Aspergillus oryzae / 初期エンドソーム / 有用物質生産 / アミラーゼ / コウジ酸 / smFISH / mRNA

Outline of Final Research Achievements

In filamentous fungi, including the yellow Koji mold Aspergillus oryzae, early endosomes (EEs) exhibit constitutive long-range dynamics. In this study, we showed that EE dynamics is involved at the gene expression level in the secretory production of kojic acid, a useful secondary metabolite in A. oryzae. The single-molecule fluorescence in situ hybridization (smFISH) analysis was established as a method for cell biological analysis of transcripts, and the sites where amylase mRNA is transcribed were identified. Furthermore, the MS2 system for live-cell imaging of mRNAs was introduced to clarify the dynamics of amylase mRNA independent of EE motility.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

黄麹菌Aspergillus oryzaeは、我が国の発酵・醸造産業で用いられる有用微生物であり、高い安全性でデンプン分解酵素であるアミラーゼなどの有用タンパク質を多量に生産します。また、黄麹菌細胞内において、初期エンドソームと呼ばれる細胞小器官がダイナミックに動き回っていることがわかっていました。本研究では、この初期エンドソーム動態が、黄麹菌の生産する美白作用を有するコウジ酸生産にも関与することを示しました。一方で、アミラーゼmRNAの細胞内動態には初期エンドソーム動態は関与しないことを明らかにしました。今後、一層の有用物質生産に向けて、黄麹菌の分子細胞レベルでの研究の進展が期待されます。