メチロトローフ酵母の酸素応答システムとエピジェネティクス制御

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20780061
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture
• Principal Investigator: 藤村 朱喜 Tokyo University of Agriculture, 生物産業学部, 助教 (00453803)
• Keywords: メチロトローフ酵母 / Pichia methanolica / 酸素認識 / シトクロムc / エピジェネティクス

Research Abstract

ヒトを含む生物にとって酸素はエネルギー獲得のためにはなくてはならないものであるが、一方で非常に反応性が高く活性酸素種を生み出す要因である。そのため生物には酸素を適切に認識、応答するシステムが存在すると推測される。申請者は酸素認識機構について明らかにするためメチロトローフ酵母におけるメタノール代謝に着目した。本代謝では初段階酵素アルコールオキシダーゼ(AOD)の酵素反応と呼吸鎖の二カ所で酸素を必要とする。そこでメタノール代謝では両者間の酸素利用バランスの制御が特に重要であると考え、現在までにAODの発現が呼吸鎖活性により制御されていることを示している。この酸素認識機構において呼吸鎖の構成因子であるシトクロムcの発現について解析しAOD発現制御との関係を考察し、さらにエピジェネティクスによる制御との関連を解析するためヒストンアセチル化阻害剤および賦活剤を用いて検討した。
メチロトローフ酵母P.methanolicaにおけるメタノール生育時のシトクロムcの発現はメタノール濃度上昇に伴い増加し、濃度が一定の場合、発現量は酸素濃度の低下に伴い低下した。アジ化ナトリウムで処理した場合、CYC1の転写量は急激に低下した。しかし、グルコース生育ではその濃度変化による発現量の変化は見られなかった。これらの結果から、P.methanolicaは生育環境下のメタノールおよび酸素濃度に応じてCYC1発現レベルを制御し、メタノール代謝を調節していることが推測される。また、ヒストンアセチル化阻害剤では生育への影響は見られなかったが賦活剤を用いた場合のメタノール代謝関連酵素の誘導が観察された。これによりメタノール代謝に対しエピジェネティクス制御が関わる可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Flavobacterium algicola sp. nov., isolated from a marine alga (2010)
  • Author(s): Miyashita, M., Fujimura, S., Nakagawa, Y., Nishizawa, M., Tomizuka, N., Nakagawa, T., Nakagawa, J
  • Journal Title: Int J Syst Evol Microbiol 60 Pages: 344-348
  • Peer Reviewed
• [Presentation] メチロトローフ酵母のメタノール代謝におけるシトクロムcの発現 (2010)
  • Author(s): 藤村朱喜, 木下博貴, 松藤淑美, 宮地竜郎, 中川智行, 中川純一
  • Organizer: 日本農芸化学会2010年度大会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京)
  • Year and Date: 2010-03-30
• [Presentation] 出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeのエタノールストレス応答機構におけるエピジェネティクス制御 (2010)
  • Author(s): 松田宇央, 根岸佑衣, 松藤淑美, 藤村朱喜, 中川純一
  • Organizer: 日本農芸化学会2010年度大会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京)
  • Year and Date: 2010-03-30
• [Presentation] The regulatory system of methanol metabolism by oxygen in methylotrophic yeast Pichia methanolica. (2009)
  • Author(s): Fujimura S, Nakagawa T, Matsufuji Y, Miyaji T, Tomizuka N, Nakagawa J
  • Organizer: The 26th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology
  • Place of Presentation: University of Manchester(UK)
  • Year and Date: 20090720-20090725
• [Presentation] Pentose phosphate pathway and oleic acid biosynthesis participate in acetaldehyde tolerance in Saccharomyces cerevisiae. (2009)
  • Author(s): Matsufuji Y, Fujimura S, Nakagawa T, Tomizuka N, Nakagawa J.
  • Organizer: The 26th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology
  • Place of Presentation: University of Manchester(UK)
  • Year and Date: 20090720-20090725
• [Remarks]
  • URL: http://www.bioindustry.nodai.ac.jp/~lmicrob/