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麹菌のオートファジーを介したタンパク質品質管理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K05000
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関立命館大学

研究代表者

菊間 隆志  立命館大学, 生命科学部, 講師 (90553842)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード麹菌 / Aspergillus oryzae / オートファジー / ヌクレオファジー / 分泌糖タンパク質品質管理機構 / 小胞体におけるタンパク質品質管理機構
研究開始時の研究の概要

麹菌Aspergillus oryzaeはそのタンパク質分泌能力の高さから、異種タンパク質生産の宿主として期待されている。分泌タンパク質は小胞体における品質管理機構(ERQC)により、分泌か分解か運命が決定されることから、異種タンパク質の分泌生産にはERQCの制御が重要であると想定される。さらに小胞体と核膜は連続的であることから、麹菌においては、オートファジーによる選択的な核の分解(ヌクレオファジー)がERQCに深く関連していると考えられる。本研究は、麹菌におけるERQCの総合的理解を目指し、ヌクレオファジーおよびERQCオートファジーの分子機構を解明する。

研究実績の概要

本研究は、麹菌の小胞体におけるタンパク質機構(ERQC)の総合的理解を目指し、選択的オートファジーの一つと考えられる、ヌクレオファジーおよびERQCオートファジーの分子機構解明を目的としている。
本年度は、新規選択的オートファジー関連タンパク質の同定を目指し、TAP法により得られた、コアオートファジータンパク質であるAtg8の麹菌オルソログAoAtg8に相互作用すると推測される候補タンパク質から、Yeast two hybrid(Y2H)法によるスクリーニングを行った。36個のタンパク質に関してY2H解析を行ったところ3個のタンパク質でAoAtg8との相互作用が確認された。これらのタンパク質の細胞内局在を観察した結果、2個のタンパク質がオートファゴソーム前駆体(preautophagosomal structure :PAS)様構造に局在し、1個のタンパク質が核様構造に局在することが明らかとなった。一方でこれらのタンパク質をコードする遺伝子の破壊株を作製し表現型解析を行ったが、野生株を比較して顕著な形質を示すものは見られなかった。一般的に糸状菌におけるバルクな非選択的オートファジーの欠損株では、顕著な気中菌糸および分生子形成阻害が観察されることから、候補タンパク質は当初の目的通り、非選択的オートファジーではなく選択的オートファジーに関与することが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度の研究により、麹菌におけるヌクレオファジーおよびERQCオートファジーを含む選択的オートファジー関連タンパク質の候補タンパク質が得られた。さらに、TAP法で得られたAoAtg8相互作用タンパク質からのスクリーニングを進めている。

今後の研究の推進方策

今後は、AoAtg8相互作用タンパク質からのY2H法によるスクリーニングを進め、局在解析および破壊株の表現型解析を行う予定である。また先行研究で得られたY2HによるAoAtg8相互作用タンパク質の機能解析を進めていく予定である。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Sucrose-Mimicking Disaccharide by Intramolecular Aglycone Delivery2024

    • 著者名/発表者名
      Sano Kanae、Ishiwata Akihiro、Takamori Hiroto、Kikuma Takashi、Tanaka Katsunori、Ito Yukishige、Takeda Yoichi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 29 号: 8 ページ: 1771-1771

    • DOI

      10.3390/molecules29081771

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of azide‐modified glycerophospholipid precursor analogs for detection of enzymatic reactions2024

    • 著者名/発表者名
      Ueshima Rina、Kikuma Takashi、Sano Kanae、Toda Nahoko、Greimel Peter、Takeda Yoichi
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 25 号: 3

    • DOI

      10.1002/cbic.202300699

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient synthesis of cytidine diphosphate diacylglycerol: A crucial precursor of glycerophospholipids biosynthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Kitaura Yuki、Ueshima Rina、Sano Kanae、Kikuma Takashi、Takeda Yoichi
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 131 ページ: 154781-154781

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2023.154781

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AeiA, an Atg8-interacting protein in <i>Aspergillus oryzae</i> , promotes peroxisome degradation by pexophagy2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuma Takashi、Nishio Joichiro
    • 雑誌名

      Autophagy Reports

      巻: 2 号: 1

    • DOI

      10.1080/27694127.2023.2271281

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 麹菌におけるオートファジーの謎に迫る ~オートファジー元年を迎えて~2023

    • 著者名/発表者名
      菊間隆志
    • 雑誌名

      温故知新

      巻: 60 ページ: 36-44

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 麹菌Aspergillus oryzaeにおけるコアオートファジータンパク質 Atg8と相互作用するタンパク質の機能解析2024

    • 著者名/発表者名
      坂根巧、武田陽一、菊間隆志
    • 学会等名
      日本農芸化学会2024年度大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 麹菌における新規オートファジーレセプターの探索2023

    • 著者名/発表者名
      坂根巧、武田陽一、菊間隆志
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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