カビと光の関係ー真菌類の光感知が導く分化誘導制御機構の解明に向けた基盤構築

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05339
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 伏見 圭司 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命准教授 (80787581)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 光制御機構 / 光受容体 / 光感知 / フィトクロム / ビリン色素 / 真菌類（カビ・キノコ） / UV-Vis スペクトル

Outline of Annual Research Achievements

真菌類がもつ光受容体の解析
タンパク質の情報を集約するデータベース UniProt から真菌類に由来する光受容体・フィトクロムの探索を行った。カビに由来するフィトクロムを 25 種類、キノコに由来するフィトクロムを 33 種類選択した。植物、藍藻、細菌に由来するフィトクロムを含め、光感知の機能に重要な PAS-GAF-PHY のドメイン構造を抽出した配列のアライメントを行い、分子系統樹を作成した結果、カビ、キノコに由来するフィトクロムは、それぞれ独立したグループに分類されることを確認した。
カビに由来するフィトクロムとしては Aspergillus nidulans（モデル生物、AnFphA）および A. oryzae（コウジカビ、AoFphA）のものを選抜し、キノコに由来するフィトクロムとしては Coprinopsis cinerea（ウシグソヒトヨタケ、CcfphA）および Schizophyllum commune（スエヒロタケ、ScfphA）のものを選抜した。それぞれの配列情報を基に合成遺伝子を準備し、PCR で遺伝子を増幅後、His-tag 融合タンパク質として発現させる pET28a ベクターに導入し、大腸菌を用いてクローニングを行った。現在、AnFphA および AoFphA を導入したプラスミド DNA は取得しており、CcFphA および ScFphA を導入したプラスミド DNA については取得を進めている。
AnFphA および AoFphA は、光感知機能に必要なビリン色素合成系を保有する大腸菌内で共発現させ、ニッケルアフィニティーカラムクロマトグラフィーによって精製した。現在、UV-Vis 吸光光度計による吸収波長特性について解析を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当研究の代表者は、研究計画書の申請前後で所属機関を移っている。光生物学以外の研究領域を主とする研究内容に従事することに加え、光受容体の解析には特殊な実験系や実験機器を必要とするため、当研究を思うように遂行することができなかった。現在、元指導教員の協力の下、光受容体の解析を進めている最中である。

Strategy for Future Research Activity

カビに由来するフィトクロム AnFphA および AoFphA とキノコに由来するフィトクロム CcFphA および ScFphA の光化学的性質（吸収波長領域、光変換、暗反転の特性）を明らかにする。その結果から導かれる配列的、構造的特徴を抽出するとともに、光制御機構を推定していく。
これらの成果をまとめ、年度内に学会報告、論文執筆を進めていく。