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白麹菌のクエン酸高生産機構の解明と有機酸発酵への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17J02753
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
研究機関鹿児島大学

研究代表者

門岡 千尋  鹿児島大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード白麹菌 / RNA結合タンパク質 / クエン酸 / 二次代謝 / 分生子形成 / 焼酎 / トランスポーター / リジン合成
研究実績の概要

本研究は白麹菌のクエン酸高生産機構の解明を目的として行った。比較ゲノム解析により、クエン酸合成酵素遺伝子(citA)の周辺に保存された推定クエン酸-オキソグルタル酸交換輸送体遺伝子(yhmA)と推定RNA結合タンパク質遺伝子(nrdA)を見出した。これらがクエン酸高生産機構に関与すると推定し、解析を行った。
本年度は前年度に引き続きNrdAの解析を行った。昨年度までに白麹菌のNrdA過剰発現株のクエン酸生産量は野生株の約10%に低下することを明らかにしている。そこでNrdAの過剰発現条件および発現抑制条件のRNA-Seq解析により、過剰発現条件において発現量が低下したクエン酸高生産関連遺伝子を探索した結果、推定細胞質膜局在型クエン酸輸送体遺伝子cexAの転写が約50%に低下しており、NrdAの過剰発現によるクエン酸生産量の低下はcexAの転写量の低下が原因である可能性が示唆された。
次にNrdAと二次代謝生産の関連について解析した。モデル糸状菌Aspergillus nidulansとヒト病原菌Aspergillus fumigatus、黄麹菌Aspergillus oryzaeにおいてNrdA過剰発現株を構築し、二次代謝物について解析した結果、NrdAの過剰発現によりA. nidulansにおいてはステリグマトシスチンとペニシリンの生産量が低下し、A. fumigatusにおいてはヘルボール酸、ピリピロペンの生産量が低下した。一方、A. oryzaeにおいてはペニシリン生産量が低下し、コウジ酸生産量が増加した。また全ての菌種において、NrdAの過剰発現は分生子形成を抑制することも明らかとなった。以上の結果から、NrdAはAspergillus属糸状菌において、mRNAの転写抑制により、クエン酸生産や二次代謝生産、形態分化などを幅広く制御する因子であることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] LaeA Controls Citric Acid Production through Regulation of the Citrate Exporter-Encoding cexA Gene in Aspergillus luchuensis mut. kawachii2020

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kadooka, Eri Nakamura Kazuki Mori, Kayu Okutsu, Yumiko Yoshizaki, Kazunori Takamine, Masatoshi Goto, Hisanori Tamaki, Taiki Futagami
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 86 号: 5

    • DOI

      10.1128/aem.01950-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of the fungal population involved in Katsuobushi production2020

    • 著者名/発表者名
      Kadooka Chihiro、Nakamura Eri、Kubo Shingo、Okutsu Kayu、Yoshizaki Yumiko、Takamine Kazunori、Tamaki Hisanori、Futagami Taiki
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 66 号: 4 ページ: 239-243

    • DOI

      10.2323/jgam.2019.09.003

    • NAID

      130007919244

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 白麹菌Aspergillus luchuensis mut. kawachii NBRC 4308のアルビノ表現型の原因遺伝子の解析2020

    • 著者名/発表者名
      門岡 千尋, 合原 翔平, 久保 臣悟, 尾上 昌平, 奥津 果優, 吉﨑 由美子, 髙峯 和則, 後藤 正利, 玉置 尚徳, 二神 泰基
    • 雑誌名

      日本醸造協会誌

      巻: -

    • NAID

      40022287084

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sirtuin SirD is involved in α-amylase activity and citric acid production in Aspergillus luchuensis mut. kawachii during a solid-state fermentation process2020

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto A, Kadooka C, Mori K, Tagawa Y, Okutsu K, Yoshizaki Y, Takamine K, Goto M, Tamaki H, Futagami T
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 129 号: 4 ページ: 454-466

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.11.004

    • NAID

      40022216107

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondrial Citrate Transporters CtpA and YhmA Are Required for Extracellular Citric Acid Accumulation and Contribute to Cytosolic Acetyl Coenzyme A Generation in Aspergillus luchuensis mut. kawachii2019

    • 著者名/発表者名
      Kadooka Chihiro、Izumitsu Kosuke、Onoue Masahira、Okutsu Kayu、Yoshizaki Yumiko、Takamine Kazunori、Goto Masatoshi、Tamaki Hisanori、Futagami Taiki
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 85 号: 8 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1128/aem.03136-18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 白麹菌における推定メチルトランスフェラーゼLaeAによるクエン酸生産制御機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      門岡 千尋, 中村 恵理, 池田 萌, 森 一樹, 奥津 果優, 吉﨑 由美子, 髙峯 和則, 後藤 正利, 玉置 尚徳, 二神 泰基
    • 学会等名
      令和元年度日本醸造学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 白麹菌Aspergillus kawachiiにおけるlaeAホモログ遺伝子の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      門岡 千尋, 池田 萌, 森 一樹, 奥津 果優, 吉﨑 由美子, 髙峯 和則, 後藤 正利, 玉置 尚徳, 二神 泰基
    • 学会等名
      第71回生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mitochondrial citrate transporters CtpA and YhmA are involved in cytosolic acetyl-CoA biosynthesis in the white koji fungus, Aspergillus luchuensis mut. kawachii.2019

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kadooka, Kosuke Izumitsu, Masahira Onoue, Kayu Okutsu, Yumiko Yoshizaki, Kazunori Takamine, Masatoshi Goto, Hisanori Tamaki, Taiki Futagami.
    • 学会等名
      30th Fungal Genetics Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 糸状菌におけるRNA結合タンパク質NrdAの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      門岡 千尋、泉津 弘佑、浅井 禎吾、奥津 果優、吉﨑 由美子、髙峯 和則、後藤 正利、玉置 尚徳、二神 泰基
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 白麹菌 Aspergillus kawachii における RNA 結合タンパク質 NrdA の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      門岡 千尋、泉津 弘佑、浅井 禎吾、奥津 果優、吉﨑 由美子、髙峯 和則、後藤 正利、玉置 尚徳、二神 泰基
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 白麹菌における 推定RNA 結合タンパク質 NrdA の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      門岡 千尋、泉津 弘佑、浅井 禎吾、奥津 果優、吉﨑 由美子、髙峯 和則、後藤 正利、玉置 尚徳、二神 泰基
    • 学会等名
      日本農芸化学会平成30年度西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 白麹菌におけるクエン酸輸送体遺伝子の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      門岡千尋、泉津弘佑、奥津果優、吉﨑由美子、髙峯和則、後藤正利、玉置尚徳、二神泰基
    • 学会等名
      第41回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 白麹菌におけるミトコンドリア局在型クエン酸輸送体 CtpA と YhmA の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      門岡千尋、泉津弘佑、奥津果優、吉﨑由美子、髙峯和則、後藤正利、玉置尚徳、二神泰基
    • 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

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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