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糸状菌における細胞融合を誘導する転写制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K15429
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
研究機関東京大学

研究代表者

片山 琢也  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (70792191)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード糸状菌 / 細胞融合 / 麹菌 / Aspergillus oryzae / 転写制御 / Aspergilus oryzae
研究開始時の研究の概要

糸状菌の細胞融合制御機構はアカパンカビNeurospora crassaにおいて詳細な研究がなされている。しかし、我々のこれまでの解析により麹菌Aspergillus oryzaeではその機構が異なることが示唆され、糸状菌の細胞融合制御機構は種によって異なる可能性が考えられた。さらに全く未知の経路によっても細胞融合が制御される可能性が示された。本研究ではこれらの細胞融合制御機構の解明を目的としており、本研究での解析から糸状菌における細胞融合制御機構の共通性、多様性が明らかになることが期待される。

研究成果の概要

糸状菌(カビ)と酵母は同じ菌類に属するが、その制御機構には相違があると考えられる。我々は糸状菌の一種である麹菌Aspergillus oryzaeにおいて、糸状菌特異的な新規タンパク質FsiAを同定し、これが転写因子であるAoSte12を介して細胞融合を転写レベルで制御することを示唆していた。
本研究における解析により、AoSte12以外にA. oryzaeの細胞融合を制御する転写因子が存在する可能性が考えられた。さらに未知の細胞融合に関わる転写因子のスクリーニングから複数の候補因子を同定した。これらは糸状菌特有の細胞融合メカニズムを解明する上で重要な知見である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

糸状菌の細胞融合の研究はアカパンカビNeurospora crassaを中心に行われてきた。本研究から考えられた新たな細胞融合制御機構はN. crassaにおいて提唱されているモデルとは異なり、糸状菌のなかでも細胞融合制御機構に相違があることを示唆している。また、本研究で同定した細胞融合に関わる転写因子は酵母には保存されておらず、糸状菌と酵母の細胞融合の違いを明らかにする上で重要な知見となりうる。
また細胞融合は個体間での交配には必須な過程であるが、麹菌A. oryzaeでは困難である。そのため、本解析のさらなる進展によりA. oryzaeの交配育種の実現につながることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [国際共同研究] アイルランド国立大学(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel Fus3- and Ste12-interacting protein FsiA activates cell fusion-related genes in both Ste12-dependent and -independent manners in Ascomycete filamentous fungi2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Katayama, Ozgur Bayram, Taoning Mo, Betim Karahoda, Oliver Valerius, Daigo Takemoto, Gerhard H Braus, Katsuhiko Kitamoto, Jun-ichi Maruyama
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology

      巻: 115 号: 4 ページ: 723-738

    • DOI

      10.1111/mmi.14639

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Mitochondria fission dysfunction alleviates heterokaryon incompatibility-triggered cell death in the industrial filamentous fungus Aspergillus oryzae2022

    • 著者名/発表者名
      Lu Chan, Katayama Takuya, Saito Ryota, Iwashita Kazuhiro, Maruyama Jun-ichi
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Cellular dynamics upon cell fusion in the co-culture between compatible/incompatible strains in the industrial filamentous fungus Aspergillus oryzae2021

    • 著者名/発表者名
      Lu Chan, Mori Noriko, Katayama takuya, Saito Ryota, Iwashita Kazuhiro, Maruyama jun-ichi
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 麹菌Aspergillus oryzaeにおける転写因TrsAとTrsBによる菌核形成制御機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      皆川春香、片山琢也、岡大椰、小川真弘、兒島孝明、中野秀雄、小山泰二、北本勝ひこ、丸山潤一
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 麹菌Aspergillus oryzaeが有する特異的な染色体領域の発見とゲノム編集技術 CRISPR/Cas9 による大規模欠損2021

    • 著者名/発表者名
      知見悠太、山口勝司、齋藤直也、片山琢也、重信秀治、丸山潤一
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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