2021 Fiscal Year Research-status Report
麹菌が産生する細胞外膜小胞の解析―分泌酵素との関係を探る―
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20K05823
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
浦山 俊一 筑波大学, 生命環境系, 助教 (50736220)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹下 典男 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (20745038)
豊福 雅典 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (30644827)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | eMV / メンブレンベシクル / 糸状菌 / 酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物が細胞外に産生する膜小胞（以下eMV）は、『細胞外への物質輸送』を担う新たな機構として認識されつつある。本研究では発酵菌に着目し、発酵菌の特性とeMVの関係性を明らかにすることを目指している。初年度の解析では多様な糸状菌がeMV産生能を有しており、細胞壁や膨圧が重要な因子であることを示唆した。２年度目は麹菌Aspergillus oryzaeに着目し、①eMV大量取得系を確立し、②A. oryzae由来eMVに分泌酵素（alpha-amylase）が含有され得ることを明らかにした。また、タンパク質だけでなく、③eMVに含まれる可能性のある化合物をいくつか見出した。
上記の通り、糸状菌eMV産生機構について大枠を捉えることができたため、糸状菌由来eMVの特性を解析することを目指した。eMVを対象とした様々な解析を実施するためには、十分量の精製eMVを取得することが必要不可欠となる。初年度の検討で用いた条件では十分量のeMVを取得することが困難であったため、様々な培養方法を検討し、固体培養を用いたeMVの多量取得方法を確立した。次に、eMVに含まれるタンパク質成分に関する知見を得るため、A. oryzae由来のeMVを用い、当該菌が多量に分泌するアミラーゼがeMVに内包されているのか調査した。その結果、精製eMV画分にアミラーゼ活性が検出され、極一部ではあるものの、分泌酵素として知られるタンパク質もeMVに含まれていることが示唆された。また、タンパク質に加え、化合物が内包されている可能性についても多数の菌種を用いて調査し、いくつかの菌株由来の精製eMV画分に含まれている化合物の存在を確認した。
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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
目標としていたeMVに内包されるタンパク質に関する知見を取得することに成功し、糸状菌eMVの性状理解を進めることができた。特に、分泌酵素であるアミラーゼがeMVへ内包され得るという知見は、発酵菌の発酵能にeMVが何らかの関係性を有している可能性を示すものである。一方、プロテオームデータとそれに基づく任意タンパク質のeMVへの搭載などは実現しておらず、全体としては「おおむね順調に進展している」に該当すると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は①プロテオームデータ取得とそれに基づくeMVへの任意タンパク質の搭載、②発酵関連形質とeMV産生能の関連調査、を行うことで発酵への利用や、なぜ一部の糸状菌が高いeMV産生能を有するのかに関する知見の取得を目指す。①については２年度目の検討で多量のeMVを取得することが可能となっており、プロテオームデータは順調に取得できる見込みとなっている。eMVに濃縮しているタンパク質の共通項を抽出し、任意のタンパク質をeMVに搭載可能か、形質転換体を作出して検証する。②については、特定の発酵関連形質とeMV産生能に相関を見出しており、詳細な検討を進める。
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