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2018 年度 実績報告書

真菌における一酸化窒素の合成制御機構と生理機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H02601
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

高木 博史  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (50275088)

研究分担者 那須野 亮  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (90708116)
渡辺 大輔  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30527148)
川本 進  千葉大学, 真菌医学研究センター, 客員教授 (80125921)
萩原 大祐  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (20612203)
知花 博治  千葉大学, 真菌医学研究センター, 准教授 (30333488)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード酵母 / 一酸化窒素 / 酸化ストレス / シグナル伝達 / 病原真菌
研究実績の概要

1)酵母におけるNOの合成機構とその制御機構:酵母におけるNO合成にNADPHが必要であるかは明らかでない。そこで、NADPH代謝関連酵素の遺伝子破壊株を作製し、NO特異的な蛍光プローブDiaminofluorescein-FM diacetate(DAF-FM DA)およびフローサイトメーターを用いてNO合成に与える影響を評価した。その結果、6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼGnd1をコードする遺伝子(GND1)の破壊株において、過酸化水素処理条件下でのNO合成量が顕著に低下した。また、プラスミドを用いた遺伝子の相補実験の結果からも、Gnd1依存的にNOが合成されることが明らかになった。従って、酵母のNO合成において、ペントースリン酸回路を介して合成されるNADPHが必要である可能性が示された。
2)酵母におけるNOおよびNO標的タンパク質の生理機能:ビオチンスイッチ(BS)法および液体クロマトグラフ質量分析(LC-MS/MS)を用いて、S-ニトロソ(SNO)化されるタンパク質を同定した。酵母の細胞から抽出したタンパク質溶液をS-ニトロソグルタチオン(GSNO)で処理し、BS法に供した後、抗ビオチン抗体を用いたウェスタンブロットを行った。続いて、アビジン結合樹脂を用いたプルダウンにより濃縮したビオチン化タンパク質をLC-MS/MSに供し、SNO化タンパク質候補を多数同定した。これらの中には、解糖系やTCA回路の酵素が多く含まれ、SNO化修飾により炭素代謝が制御されることが示唆された。
3)病原真菌におけるNOの合成制御機構と生理機能:Aspergillus fumigatusにおいて、ストレスがNO産生を誘導するかどうか検討した。その結果、高温または過酸化水素処理によって、DAF-FM DA由来の蛍光シグナルが検出され、菌糸内でNOが発生することが示された。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Heterogeneity in pathogenicity-related properties and stress tolerance in Aspergillus fumigatus clinical isolates2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hagiwara, Hiroki Takahashi, Hiroshi Takagi, Akira Watanabe, Katsuhiko Kamei
    • 雑誌名

      Medical Mycology Journal

      巻: 59 ページ: E63-E70

    • DOI

      10.3314/mmj.18-00007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitric oxide signaling in yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Rika Indri Astuti, Ryo Nasuno, Hiroshi Takagi
    • 雑誌名

      Advamces in Microbial Physiology

      巻: 72 ページ: 29-63

    • DOI

      10.1016/bs.ampbs.2018.01.003

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 酵母における一酸化窒素シグナルを介したストレス応答機構2018

    • 著者名/発表者名
      那須野 亮, 吉川雄樹, 高木博史
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 90 ページ: 701-705

  • [学会発表] Diversity of Aspergillus fumigatus clinical strains in the potential pathogenicity-related properties2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke, Hagiwara, Caitlin H. Kowalski, Robert A. Cramer, Hiroki Takahashi, Hiroshi Takagi, Akira Watanabe, Katsuhiko Kamei
    • 学会等名
      The 8th Advances Against Aspergillosis conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 酵母に見出したフラボタンパク質Tah18依存的な一酸化窒素合成の制御機構と細胞死誘導2018

    • 著者名/発表者名
      吉川雄樹, 那須野 亮, 高木博史
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [学会発表] 酵母に見出したフラボタンパク質Tah18依存的な一酸化窒素の合成制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉川雄樹, 那須野亮, 高木博史
    • 学会等名
      第18回日本NO学会学術集会
  • [学会発表] 酵母におけるS-ニトロソ化タンパク質の同定2018

    • 著者名/発表者名
      示野誠也, 吉川雄樹, 那須野 亮, 高木博史
    • 学会等名
      第18回日本NO学会学術集会
  • [学会発表] 酵母におけるS-ニトロソ化タンパク質の探索・同定・機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      示野誠也, 吉川雄樹, 那須野 亮, 高木博史
    • 学会等名
      第65回日本生化学会近畿支部例会
  • [学会発表] Novel stress tolerant mechanisms of yeast and their application to biotechnology2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Takagi
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Biochemistry and Molecular Biology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulatory mechanism of the flavoprotein Tah18-dependent nitric oxide synthesis and cell death in yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yoshikawa, Ryo Nasuno, Hiroshi Takagi
    • 学会等名
      The 13th lnternational Meeting on Yeast Apoptosis
    • 国際学会
  • [学会発表] 酵母に見出した新規な一酸化窒素合成の制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉川 雄樹、那須野 亮、高木 博史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第51回研究報告会
  • [学会発表] Saccharomyces cerevisiaeにおけるS-ニトロソ化タンパク質の同定・機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      示野誠也, 吉川雄樹, 那須野 亮, 高木博史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第51回研究報告会
  • [学会発表] Identification and functional analysis of nitrated proteins in the yeast Saccharomyces cerevisiae2018

    • 著者名/発表者名
      Supapid Eknikom, Ryo Nasuno, Hiroshi Takagi
    • 学会等名
      The 34th International Specialized Symposium on Yeasts
    • 国際学会
  • [学会発表] RNA-sequencingによる糸状菌の一酸化窒素応答の解析2018

    • 著者名/発表者名
      萩原大祐, 二宮章洋, 浦山俊一, 高木博史
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス

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公開日: 2019-12-27  

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