2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25712007
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
丸山 潤一 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (00431833)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 麹菌 / 細胞間連絡 / 有性生殖 / 細胞融合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本の伝統的な食品醸造に用いられる麹菌は多細胞生物である。麹菌の菌糸において、隣接する細胞は隔壁にあいた小さな穴（隔壁孔）を通じて細胞間連絡を行っている。本研究では、細胞間連絡を制御する分子機構を解明し、麹菌でまだ見つかっていない有性生殖におけるメカニズムとの関連に着目することにより、有性世代を発見することを目的とする。
糸状菌特異的なオルガネラであるWoronin bodyは、通常、隔壁に繋留されているが、菌糸損傷時に隔壁孔をふさぐことにより、溶菌の伝播を防ぐ働きをもつ。Woronin bodyを隔壁孔に繋留するのに必要なタンパク質AoLAHについて、他の糸状菌との間で保存されていない中間領域（約2700アミノ酸）が、隔壁をふさぐ機能に関与することを見いだしている。本年度は、配列が保存されているC末側領域（約1000アミノ酸）に対して部分欠損体の解析をすることにより、隔壁への局在に必要な領域を明らかにした。
また、研究代表者らは昨年度、麹菌の細胞融合能を解析する実験系を確立し、細胞融合に必須のタンパク質としてAoSOおよびAoFus3を同定した。さらに、これらと相互作用するタンパク質として同定しているもののうち、AoFus3と相互作用するFipA、AoSOと相互作用するSoiAおよびSoiBが細胞融合に関与することを見いだした。これらのタンパク質は研究代表者らにより、細胞間連絡の制御にも関与することを明らかにしており、麹菌の多細胞としての働きに共通して機能するものとして興味深い現象であると考えられる。
一方で、有性生殖を発見するための研究については、菌核形成制御遺伝子や有性生殖関連遺伝子の破壊もしくは過剰発現を行った。その結果、菌核の内部に有性生殖器官の形態的特徴をもつ構造が麹菌で初めて観察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究代表者らは昨年度、麹菌の細胞融合能を解析する実験系を確立したとともに、細胞融合に必要なタンパク質AoFus3とAoSOを麹菌において初めて同定した。本年度は、AoFus3とAoSOと相互作用するタンパク質についても、細胞融合に必要であることを明らかにした。これらのタンパク質については他の糸状菌での報告がなく、機能未知であったことから新規の発見である。
また一方で、遺伝子操作により、麹菌において有性生殖を人為的に誘導することにも成功した。これまで有性世代が存在しないとして不完全菌とされてきた麹菌で、有性生殖を行う能力をもっていることを初めて示す画期的な成果である。
以上のように研究は大きく進展しており、細胞間連絡の制御および細胞融合の知見が蓄積してきている。これを利用することにより、麹菌において有性生殖の効率化が実現する可能性は高まったと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究課題の推進方策については、大きな変更や課題はない。平成２７年度は、細胞間連絡の制御や細胞融合における新規タンパク質の作用メカニズムを解明し、この知見を利用して麹菌における有性生殖の効率化を図る。
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| Causes of Carryover |
当初計上していた金額よりも安く備品を購入したことや、試薬・器具類については他の予算で購入したものを使用できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
生じた次年度使用額は、研究の進捗を踏まえて、実験で必要となる試薬・器具類の購入に充てることを計画している。また、次年度は研究員の雇用のための人件費を計上した。
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