Elucidating the Recognition, Uptake, Metabolism, and Natural Role of Agmatine Using Schizosaccharomyces pombe

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05344
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: Tanaka Naotaka 香川大学, 農学部, 教授 (60324109)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: アグマチン / アグマチナーゼ / 分裂酵母

Outline of Final Research Achievements

Recent studies have revealed that the agmatinase of Schizosaccharomyces pombe sensitively detects agmatine produced by other microorganisms in nature, and its expression is regulated by a specific promoter. The promoter region necessary for inducible expression is short in length, and it has been found that any gene can be connected downstream of this region, making it useful for basic analysis and applications such as inducible protein expression. Furthermore, the analysis of agmatinase showed that during induction by agmatine addition, fluorescence was observed in the Golgi apparatus, and upon removal of agmatine, it was rapidly transported to the vacuole. This discovery represents a promising model protein for analyzing inducible protein localization mechanisms.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自然環境の発酵過程の菌叢中に存在する物質であるアグマチンは、分裂酵母において、鋭敏な遺伝子発現を誘導するメディエーターであることが分かってきた。誘導されるタンパク質の一つであるアグマチナーゼは、ポリアミンの前駆体であり、DNAやRNAの転写制御、続く翻訳過程にも影響を与える生理活性物質である。本研究でアグマチナーゼは、ゴルジ体膜に局在し、不要になると速やかに液胞へ輸送される、制御された局在化機構を示すことも分かってきた。プロモーター領域もアグマチン添加時に発現が誘導されることが分かり、下流に任意の遺伝子をつなぐことで、人為的に発現量を制御でき、基礎・応用的な利用が可能であることが分かってきた。