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糸状菌転写因子ClrBとMcmAの協調によるセルラーゼ遺伝子発現誘導の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 19K15731
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関三重大学

研究代表者

國武 絵美  三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (30800586)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード糸状菌 / Aspergillus nidulans / 遺伝子発現制御 / 転写因子 / セルラーゼ / Aspergillu nidulans / 転写制御 / マンナナーゼ / Aspergillus / 相互作用 / 転写因子間相互作用
研究開始時の研究の概要

糸状菌はセルロース系バイオマス分解酵素の主要な供給源であり、産業利用における酵素生産コストの低減化を実現するためにはその生産制御機構を解明することが重要である。セルラーゼ遺伝子の発現は培地中にセルロース由来の低分子糖が存在する時に誘導されるが、その分子機構の詳細は不明である。本研究では、モデル糸状菌Aspergillus nidulansにおいて、セルラーゼ遺伝子特異的な転写活性化因子ClrBならびにこれと協調作用を示す広域転写因子McmAが作動するための活性制御機構を解析する。加えてClrBの類似因子がセルラーゼ発現に及ぼす影響も解析し、糸状菌のセルラーゼ遺伝子発現誘導機構の解明を目指す。

研究成果の概要

本研究では、Aspergillus nidulansにおいてセルラーゼ遺伝子の転写誘導メカニズムの解明を目的として、転写因子ClrBの活性化機構、ClrBと協調作用を示す転写因子McmAとの相互作用、またClrBとそのパラログによるセルラーゼ・マンナナーゼ遺伝子発現制御について解析した。その結果、ClrBはセロビオース依存的に核移行することを明らかにし、核内でMcmAと相互作用することを示唆する結果を得た。また、ClrBの核移行制御や安定性に関わる領域を特定した。さらにin vitro解析においてClrBとそのパラログが同時に結合するDNA配列を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究においてモデル糸状菌Aspergillus nidulansのセルラーゼの生産制御メカニズムの一端を明らかにし、糸状菌の炭素源資化に関して学術的意義のある成果を得た。また、植物細胞壁分解酵素は植物バイオマスの分解に資する酵素として市場価値が高く、糸状菌はそれら酵素の供給源として注目されていることから、本研究成果は効率的な酵素生産方法の技術開発においても重要な基盤情報となると考えている。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] cAMP signaling factors regulate carbon catabolite repression of hemicellulase genes in Aspergillus nidulans2022

    • 著者名/発表者名
      Kunitake Emi、Uchida Ryota、Asano Keisuke、Kanamaru Kyoko、Kimura Makoto、Kimura Tetsuya、Kobayashi Tetsuo
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 12 号: 1 ページ: 126-126

    • DOI

      10.1186/s13568-022-01467-x

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Transcription factor ManS regulates mannanase gene expression in Aspergillus nidulans2024

    • 著者名/発表者名
      Haruno Watanabe, Nuo Li, Kyoko Kanamaru, Makoto Kimura, Tetsuya Kimura, Tetsuo Kobayashi, Emi Kunitake
    • 学会等名
      32nd Fungal Genetics Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aspergillus nidulansにおけるセルラーゼ遺伝子特異的転写因子ClrBの機能ドメイン解析2023

    • 著者名/発表者名
      深田文香、内田祐衣、木村哲哉、國武絵美
    • 学会等名
      第22回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Asergillus nidulans におけるセルラーゼ遺伝子の転写活性化因子ClrB の細胞内局在解析2023

    • 著者名/発表者名
      深田文香、内田祐衣、木村哲哉、國武絵美
    • 学会等名
      2023年度日本農芸化学会 中部・関西支部合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 微生物熱測定法における定量的MIC の算出と固体培養における微生物増殖過程の評価2023

    • 著者名/発表者名
      千原菜緒,國武絵美,三宅英雄
    • 学会等名
      2023年度日本農芸化学会 中部・関西支部合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 熱測定法による麹菌の固体培養における増殖過程の評価とポリフェノール類存在下での大腸菌増殖抑制効果の定量的解析2023

    • 著者名/発表者名
      千原菜緒,國武絵美,三宅英雄
    • 学会等名
      第59回熱測定討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 嫌気性細菌Clostridium paraputrificumのピルビン酸代謝経路の遺伝学的解析とバイオ水素ガス生産への応用2023

    • 著者名/発表者名
      竹内束沙、西村しおり、國武絵美、木村哲哉
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 嫌気性細菌Clostridium paraputrificumの酸化還元電位をモニターするグローバル転写制御因子Rexの機能解析とバイオリファイナリーへの応用2023

    • 著者名/発表者名
      南部秀斗、南川香奈江、國武絵美、木村哲哉
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 嫌気性細菌Clostridium paraputrificum M21のキチン分解酵素遺伝子群の機能解析と発現制御2023

    • 著者名/発表者名
      中野群士、瀬古樹、呉暁君、出口絵梨佳、國武絵美、木村哲哉
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Clostridium paraputrificumのピルビン酸ギ酸リアーゼ遺伝子の解析と水素ガス生産への応用2022

    • 著者名/発表者名
      西村 しおり、竹内 束沙、國武 絵美、木村 哲哉
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 糸状菌Aspergillus nidulansにおける カーボンカタボライト抑制に関わる 新奇転写因子2021

    • 著者名/発表者名
      國武絵美、柴山智洋、土谷結衣、花井優大、中村真也、木村哲哉、木村真、小林哲夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 糸状菌におけるリグノセルロース分解酵素遺伝子の発現制御機構に関する分子生物学的研究2021

    • 著者名/発表者名
      國武絵美
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 糸状菌におけるリグノセルロース分解酵素遺伝子の発現制御機構に関する分子生物学的研究2020

    • 著者名/発表者名
      國武絵美
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第188回例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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