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木材片を用いた相特異的オミックスとゲノム編集を駆使した白色腐朽メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19F19095
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分40020:木質科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

本田 与一  京都大学, 農学研究科, 教授 (70252517)

研究分担者 XU HAIBO  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード白色腐朽 / 木材腐朽菌 / オミックス / 木材分解系酵素 / トランスクリプトミクス
研究開始時の研究の概要

白色腐朽のフェーズ毎に、発現遺伝子、分泌タンパク質の網羅的解析、腐朽の顕微鏡的解析・化学的解析を行うことで、それそれの腐朽フェーズの特徴とキープレーヤーとして機能している可能性のある因子・遺伝子の候補をリストアップする。続いて、上記で同定された鍵因子候補について、受入研究室において確立されている遺伝子ターゲティングやCRISPR /Cas9によるゲノム編集技術を用いて、遺伝子の破壊を行った株を複数作成し、木片の分解を行わせて、顕微鏡的・化学的分析を行って野生型と比較する。木材の細胞壁を白色腐朽が分解する際鍵として機能している因子・遺伝子とフェーズ毎の腐朽の進行具合との関連性を明らかにして行く。

研究実績の概要

木材片を基質としたフェーズ毎の腐朽の特徴について調べる為、白色腐朽菌ヒラタケおよびCeriporopsis subvermisporaかをウェハース状の木材片を基質として成長させ、菌糸先端部から基部にかけて見られる様々な木材の腐朽のフェーズ毎に発現遺伝子の網羅的解析、化学的解析を行うことで、腐朽形態の推移を特徴付けた。さらに、フェーズ毎の木材残渣の成分解析を行って、それらの解析結果を総合的に比較し、細胞壁のどのような木材成分が主に分解されている際に、どのような遺伝子が発現しているのかの因果関係を明らかにした。ヒラタケでは、多機能型ペルオキシダーゼの欠損株をCRISPR/Cas9を用いて単離し、木材片を用いた腐朽実験を行った。結果として、多機能型ペルオキシダーゼがリグニン分解に重要な働きをしていることが、逆遺伝学的な手法により証明された。また。Ceriporiopsis subvermisporaでは選択的にリグニンが分解されているフェーズとホロセルロースの分解も進んでいる選択性の低い分解フェーズがある事が、実験的に示された。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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