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有用物質高生産性麹菌の造成を目指したカーボンカタボライト抑制関連因子の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 15J01917
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用微生物学
研究機関東北大学

研究代表者

一瀬 桜子  東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードAspergillus oryzae / catabolite repression / cell wall / organic acid / カーボンカタボライト抑制 / 有機酸 / α-1,3-グルカン / 二次代謝産物
研究実績の概要

麹菌Aspergillus oryzae のカーボンカタボライト抑制転写因子であるCreAの機能の解明を目指して、以下の研究を行なった。
1、CreAによる液体培養時の菌糸形態の制御:野生株は液体培養すると菌糸が絡まり合ったペレット状の菌糸形態を示すのに対し、creA破壊株は菌糸が培地中に拡散したパルプ状の形態を示し、さらに野生株よりも菌体量が増加することが観察された。菌糸形態が変化した要因として、Aspergillus nigerにおいてα-1,4-glucanotransferse活性を有するAgtAのオーソログであるAmyDの遺伝子発現量がcreA破壊により大幅に増加しており、その結果細胞壁中のα-グルカン内のα-1,4結合のグルコース鎖が過剰に切断され、菌糸間の接着性を失った短鎖のα-グルカンが合成されたことが示唆された。以上の結果から、CreAは液体培養時の菌糸形態の制御に関与し、creA破壊はCCRの解除に加えて液体培養時の菌体量の増加に効果があることを明らかにした。
2、CreAの有機酸生産制御への関与:creA破壊株は完全培地では野生株よりも高いα-アミラーゼ活性を示すのに対し、0.1%ポリペプトンを窒素源とした最小培地ではα-アミラーゼ活性が顕著に低下した。その要因として、creA破壊株ではピルビン酸などの有機酸の生産量が野生株よりも増加したことで培養上清のpHが4以下になり、α-アミラーゼが失活したことが示唆された。培養上清のpHの低下はポリペプトンと同様にアミノ酸を多量に含むカザミノ酸培地でも観察されたのに対し、硝酸ナトリウム培地では観察されず、さらにマイクロアレイ解析の結果creA破壊株ではアミノ酸の代謝分解に関与する遺伝子の発現量が野生株よりも増加していたことから、creA破壊株では培地中のアミノ酸に応答して有機酸の生産が誘導される可能性が見出された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Increased production of biomass-degrading enzymes by double deletion of creA and creB genes involved in carbon catabolite repression in Aspergillus oryzae2018

    • 著者名/発表者名
      Ichinose Sakurako、Tanaka Mizuki、Shintani Takahiro、Gomi Katsuya
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 125 号: 2 ページ: 141-147

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2017.08.019

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 麹菌のカーボンカタボライト抑制転写因子CreAによる液体培養時の菌糸形態の制御2018

    • 著者名/発表者名
      一瀬 桜子
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度名古屋大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Subcellular localization and stability of deubiquitinase CreB involved in carbon catabolite repression in Aspergillus oryzae2017

    • 著者名/発表者名
      Sakurako Ichinose
    • 学会等名
      14th International Aspergillus meeting
    • 発表場所
      Asilomar, U.S.A.
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subcellular localization and stability of deubiquitinase CreB involved in carbon catabolite repression in Aspergillus oryzae2017

    • 著者名/発表者名
      Sakurako Ichinose
    • 学会等名
      29th Fungal Genetics Conference
    • 発表場所
      Asilomar, U.S.A.
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 麹菌におけるカーボンカタボライト抑制転写因子CreAによる有機酸生産制御2017

    • 著者名/発表者名
      一瀬 桜子
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌カーボンカタボライト抑制転写因子CreAの有機酸生産制御への関与2017

    • 著者名/発表者名
      一瀬 桜子
    • 学会等名
      第17回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌におけるカーボンカタボライト抑制に関わる脱ユビキチン化酵素CreBの細胞内局在と安定性2016

    • 著者名/発表者名
      一瀬 桜子
    • 学会等名
      第16回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      京都大学宇治おうばくプラザ(京都府)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌におけるカーボンカタボライト抑制関連因子CreBの細胞内局在2016

    • 著者名/発表者名
      一瀬 桜子
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場 (富山県)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Polysaccharides composition of the cell wall of Aspergillus oryzae disruptants of genes involved in carbon catabolite repression2016

    • 著者名/発表者名
      Sakurako Ichinose
    • 学会等名
      13th European Conference on Fungal Genetics
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2016-04-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 麹菌のグルコース抑制関連因子遺伝子破壊株における二次代謝産物生産性2016

    • 著者名/発表者名
      一瀬桜子
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンペディションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Polysaccharides composition of the cell wall of Aspergillus oryzae disruptants of genes involved in carbon catabolite repression2016

    • 著者名/発表者名
      Sakurako Ichinose
    • 学会等名
      13th International Aspergillus meeting
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 麹菌カーボンカタボライト抑制関連遺伝子破壊株の細胞壁構成多糖の成分解析2015

    • 著者名/発表者名
      一瀬桜子
    • 学会等名
      第15回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      ルミエール府中(東京都府中市)
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌におけるグルコース抑制関連因子遺伝子破壊による液体培養時の形態変化2015

    • 著者名/発表者名
      一瀬桜子
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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