Bilateral approach using post-genomics and genome editing to elucidate wood decomposition system

• Project/Area Number: 20F20092
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Review Section: Basic Section 40020:Wood science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Host Researcher: 本田 与一 京都大学, 農学研究科, 教授 (70252517)
• Foreign Research Fellow: NGUYEN DONG 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2020-07-29 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2022: ¥100,000 (Direct Cost: ¥100,000); Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 白色腐朽菌 / リグニン分解 / 遺伝子発現制御

Outline of Research at the Start

木材腐朽菌の木質分解系酵素をコードする遺伝子の発現を制御する転写因子について、ポストゲノミックス解析を用いて候補遺伝子の選抜を行い、ゲノム編集技術を用いた破壊株の作成を行う。単離した遺伝子破壊株を用いて、木片の分解時にどのような転写制御系の変化があるかについてトランスクリプトーム解析ならびに残存木片内の成分解析を行う。一方で、mnp3やcel6の発現を誘導する マンガン反応配列や結晶性セルロース反応配列に結合するタンパク質の同定を試みる。こうした上流及び下流の両面からのアプローチにより木材分解系の制御システムの解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

木質分解系の制御メカニズムの解明を目的に、培地中に疎水性の固体を入れることでヒラタケおよびCeriporiopsis subversisporaでリグニン分解酵素系が誘導されることを初めて示した。一方で、遺伝子ターゲッティングを用いたルシフェラーゼ活性の測定によるプロモータアッセイを用いて、ヒトヨタケにおいてcel6の発現を誘導するプロモーター内の結晶性セルロース反応配列を含む領域を同定した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

白色腐朽菌が菌体外の固体を認識し、低分子の誘導物質に依存しない形でリグニン分解酵素系を発現する可能性を提案し、一方でプロモーターアッセイではセルロース分解系の誘導メカニズムに迫る結果を得ている。

Strategy for Future Research Activity

ヒラタケおよびCeriporiopsis subversisporaでリグニン分解酵素系が誘導されるのに必要な菌体外の刺激の種類について同定を試みると共に、どのような遺伝子が誘導されているかについて発現解析を行う。また、ヒトヨタケを用いてcel6の発現を誘導するプロモーター内の結晶性セルロース反応配列に結合するタンパク質の同定を試みる。