麹菌のタンパク質高分泌能の細胞生物学的理解とセルファクトリーの構築

• 研究課題/領域番号: 25292045
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 北本 勝ひこ 東京大学, 農学生命科学研究科, 研究員 (20272437)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2013年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 麹菌 / セルファクトリー / タンパク質生産 / オートファジー / タンパク質分泌 / 細胞工場 / 分泌 / 変異株 / ストレス顆粒

研究成果の概要

麹菌（Aspergillus oryzae）は我が国で、日本酒などの醸造に古くから使用されている安全な微生物であり高いタンパク質分泌生産能力を持つ。そのため様々な食品や医療などに利用される有用タンパク質生産の宿主としても注目されている。そこで、麹菌のもつ高い分泌生産能を細胞生物学的に明らかにすることを目的として研究を行い、１）小胞体―ゴルジ体間で機能しているカーゴレセプターの機能解明、２）分泌生産にも関与するオートファジー関連遺伝子の機能解析、３）核を選択的に除去するヌクレオファジーの発見、４）異種タンパク質高分泌変異株（AUT株）の変異遺伝子の同定、などの成果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Modulating endoplasmic reticulum-Golgi cargo receptors for improving secretion of carrier-fused heterologous proteins in the filamentous fungus Aspergillus oryzae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hoang HD, Maruyama J, Kitamoto K.
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol. 巻: 81 号: 2 ページ: 533-543
  • DOI: 10.1128/aem.02133-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of a genome editing technique using the CRISPR/Cas9 system in the industrial filamentous fungus Aspergillus oryzae (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, Y. Tanaka, T. Okabe, H. Nakamura, W. Fujii, K. Kitamoto, J. Maruyama
  • 雑誌名: Biotechnol. Lett. 巻: 38 号: 4 ページ: 637-642
  • DOI: 10.1007/s10529-015-2015-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis of AoAtg11 in selective autophagy in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Tadokoro, T. Kikuma, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Fungal Biol. 巻: 119 号: 7 ページ: 560-567
  • DOI: 10.1016/j.funbio.2015.03.001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell biology of the Koji mold Aspergillus oryzae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitamoto K.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 79 号: 6 ページ: 863-869
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1023249
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Vesicle trafficking, organelle functions, and unconventional secretion in fungal physiology and pathogenicity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shoji JY, Kikuma T, Kitamoto K.
  • 雑誌名: Curr Opin Microbiol. 巻: 20 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.mib.2014.03.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 糸状菌のオートファジーと物質生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊間隆志、北本勝ひこ
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 52 ページ: 757-763
  • NAID: 130005105747
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced production of bovine chymosin by autophagy deficiency in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Yoon, T. Kikuma, J. Maruyama, K. Kitamoto
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 号: 4 ページ: e62512-e62512
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0062512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis of Abp1p-interacting proteins involved in endocytosis of the MCC component in A spergillus oryzae (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuo, K., Higuchi, Y ., Kikuma, T ., Arioka, M., and Kitamoto, K
  • 雑誌名: Fungal Genet. Biol 巻: 56 ページ: 125-134
  • DOI: 10.1016/j.fgb.2013.03.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Further enhanced production of heterologous proteins by double-gene disruption (ΔAosedD ΔAovps10) in a hyper-producing mutant of Aspergillus oryzae (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Zhu, J. Maruyama, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol. 巻: 97 号: 14 ページ: 6347-6357
  • DOI: 10.1007/s00253-013-4795-z
  • 査読あり
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおける明暗および温度の周期的変化に対する応答機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本 実侑、川田 純毅、溝上 豊、松尾 花枝、丸山 潤一、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 麹菌実用株におけるゲノム編集と非相同組換え修復欠損を用いた高効率遺伝子操作技術の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村 英淳1、片山 琢也1、岡部 知弥、岩下 和裕、藤井 渉、有岡 学、北本 勝ひこ、丸山 潤一
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおける核の自食機構ヌクレオファジーの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三谷 隆宏、菊間 隆志、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおけるオートファジー関連タンパク質AoAtg26の局在解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菊間 隆志、有岡 学、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 麹菌におけるCRISPR/Cas9 システムによるゲノム編集技術の確立 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片山 琢也、中村 英淳、田中 勇気、岡部 知弥、藤井 渉、北本 勝ひこ、丸山 潤一
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2015-10-26
• [学会発表] 『国菌』麹菌の未来 ― ユネスコ無形文化遺産“和食”とともに (2015)
  • 著者名/発表者名: 北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおけるオートファジー関連タンパク質AoAtg9の推定リン酸化部位変異体の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤木 耕平、菊間 隆志、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおけるAcyl-CoA binding protein の機能及び特殊な分泌経路の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川口 航平、菊間 隆志、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 比較ゲノム解析による麹菌の異種タンパク質高生産に関与する変異遺伝子の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金 鋒杰、丸山 潤一、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 麹菌オートファジーのユニークな生理機能とその応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊間 隆志、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおけるオートファジー関連ステロール-グルコシルトランスフェラーゼ様遺伝子Aoatg26の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊間 隆志、田所 隆之、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおけるオートファジー関連膜タンパク質AoAtg9の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤木 耕平、菊間 隆志、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおける２つのacyl-CoA binding proteinの局在及び機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川口 航平、菊間 隆志、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Adjusting the cargo receptor composition of ER-Golgi secretoty pathway for enhancing heterologous protein production in Aspergillus oryzae (2014)
  • 著者名/発表者名: Huy Dung Hoang, Jun-ichi Maruyama, Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 麹菌のPHO36ホモログ破壊株を用いた植物由来オスモチンの生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 大修、丸山 潤一、永田 宏次、田之倉 優、北本 勝ひこ
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Effect of deleting two putative cargo receptors on heterologous protein production in Aspergillus oryzae (2013)
  • 著者名/発表者名: Dung Huy Hoang, Jun-ichi Maruyama, Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] Developing Aspergillus oryzae as a host for heterologous protein production (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: XI International Fungal Biology Conference
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Functional analysis of selective autophagy-related genes, Aoatg11 and Aoatg26 in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kikuma, Takayuki Tadokoro, Shin Yanagisawa, Katsuhiko
  • 学会等名: XI International Fungal Biology Conference
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
• [図書] Stress Biology of Yeasts and Fungi: Application for Industrial Brewing and Fermentation, (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Maruyama, K. Kitamoto
  • 出版者: Springer
• [図書] 麹菌 における接合型遺伝子の存在と有性生殖の可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 丸山潤一 、北本勝ひこ
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 麹菌におけるオートファジーの生理的役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菊間隆志、北本勝ひこ
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 発酵・醸造食品の最前線(麹菌におけるオートファジーの生理的役割) (2015)
  • 著者名/発表者名: 菊間隆志、北本勝ひこ
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] 東京大学微生物学研究室
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/Lab_Microbiology/hyousi.html
• [備考] 東京大学微生物学研究室
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/Lab_Microbiology/