麹菌のタンパク質高分泌能の分子細胞生物学的理解とセルファクトリーへの利用

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18108002
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 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, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (20272437)
• 研究分担者: 有岡 学 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (20242159)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: 麹菌 / タンパク質分泌 / タンパク質生産 / エンドサイトーシス / 小胞体ストレス / 細胞工場 / 緑色蛍光タンパク質 / オートファジー

研究概要

麹菌(Aspergillus oryzae)は日本酒、醤油、味噌などの醸造に使用されている重要な微生物であり、大量に酵素などのタンパク質を分泌生産する能力を持つ。最近、解読された全ゲノム情報を利用してタンパク質の分泌経路に関して、分子生物学的及び細胞生物学的手法により解析を行った。これにより得られた成果に基づいて遺伝子破壊や突然変異株の単離などの手法により有用タンパク質を多量に生産する麹菌の育種に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A carrier fusion significantly induces unfolded protein response in heterologous protein production by Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Ohno, J. Maruyama, T. Nemoto, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 92 ページ: 1197-1206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Septum-directed secretion in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Hayakawa, E. Ishikawa, J. Shoji, H. Nakano, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Mol. Microbiol 巻: 81 ページ: 40-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis of the putative AAA ATPase AipA localizing at the endocytic sites in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Higuchi, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: FEMS Microbiol. Lett 巻: 320 ページ: 63-71
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagy delivers misfolded secretory proteins accumulated in endoplasmic reticulum to vacuoles in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura, J. Maruyama, T. Kikuma, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 406 ページ: 464-470
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterologous expression and characterization of a glucose-stimulatedβ-glucosidase from the termite Neotermes koshunensis in Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: C. A. Uchima, G. Tokuda, H. Watanabe, K. Kitamoto, M. Arioka
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 89 ページ: 1761-71
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disruption of ten protease genes in the filamentous fungus Aspergillus oryzae highly improves production of heterologous proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Yoon, J. Maruyama, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 89 ページ: 747-759
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macroautophagy-mediated degradation of whole nuclei in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Shoji, T. Kikuma, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 5 ページ: e15650
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of endoplasmic reticulum and distribution of mutantα-amylase in Aspergillus oryzae (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura, J. Maruyama, T. Watanabe, Y. Ito, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Fungal Genet. Biol 巻: 47 ページ: 1044-1054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced production and secretion of heterologous proteins by the filamentous fungus Aspergillus oryzae via disruption of vacuolar protein sorting receptor gene Aovps10 (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Yoon, T. Aishan, J. Maruyama, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 76 ページ: 5718-5727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Promotion of efficient Saccharification with Aspergillus fumigatus AfSwo1 towards crystalline cellulose (2010)
  • 著者名/発表者名: X. Chen, N. Ishida, N. Todaka, R. Nakamura, J. Maruyama, H. Takahashi, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 76 ページ: 2556-2561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct enzymatic and cellular characteristics of two secretory phospholipases A(2) in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakahama, Y. Nakanishi, A. R. Viscomi, K. Takaya, K. Kitamoto, S. Ottonello, M. Arioka
  • 雑誌名: Fungal Genet. Biol 巻: 47 ページ: 318-331
• [雑誌論文] Isolation of Aspergillus oryzae mutants for heterologous protein production from a double proteinase gene disruptant (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nemoto, T. Watanabe, Y. Mizogami, J. Maruyama, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 82 ページ: 1105-1114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of quintuple protease gene disruptant for heterologous protein production in Aspergillus oryzae (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Yoon, S. Kimura, J. Maruyama, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 82 ページ: 691-701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endocytosis is crucial for cell polarity and apical membrane recycling in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Higuchi, J. Shoji, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Eukaryot. Cell 巻: 8 ページ: 37-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple gene disruptions by marker recycling with highly efficient gene-targeting background(ΔligD) in Aspergillus oryzae (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Maruyama, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Biotechnol. Lett. 巻: 30 ページ: 1811-1817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aggregation of endosomal-vacuolar compartments in the Aovps24-deleted strain in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Tatsumi, J. Shoji, T. Kikuma, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 362 ページ: 474-479
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double disruption of the proteinase genes, tppA and pepE, increases the production level of human lysozyme by Aspergillus oryzae (2007)
  • 著者名/発表者名: F. J. Jin, T. Watanabe, P. R. Juvvadi, J. Maruyama, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 76 ページ: 1059-1068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic analysis of SNARE localization in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Kuratsu, A. Taura, J. Shoji, S. Kikuchi, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Fungal Genet. Biol 巻: 44 ページ: 1310-1323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aovps24, a homologue of VPS24, is required for vacuolar formation which could maintain proper growth and development in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2006)
  • 著者名/発表者名: A. Tatsumi, T. Kikuma, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 347 ページ: 970-978
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis of the ATG 8 homologue Aoatg 8, and role of autophagy in differentiation and germination in Aspergillus oryzae (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Kikuma, M. Ohneda, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Eukaryot. Cell 巻: 5 ページ: 1328-1336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a versatile expression plasmid construction system for Aspergillus oryzae and its application to visualization of mitochondria (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Mabashi, T. Kikuma, J. Maruyama, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem 巻: 70 ページ: 1882-1889
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extracellular production of neoculin, a sweet-tasting heterodimeric protein with taste-modifying activity, by Aspergillus oryzae (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, T. Asakura, J. Maruyama, Y. Morita, H. Oike, A. Shimizu-Ibuka, T. Misaka, H. Sorimachi, S. Arai, K. Kitamoto, K. Abe
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 72 ページ: 3716-3723
  • 査読あり
• [学会発表] 誘導プロモーターを用いたオートファジー制御による麹菌からの実用的異種タンパク質高生産宿主の造成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊間隆志、尹載宇、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: 京都
  • 年月日: 20120322-25
• [学会発表] 麹菌を用いた異種タンパク質高生産システムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 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: 東京
  • 年月日: 20110926-28
• [学会発表] Functional analyses of three endocytosis-related components in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuo, Y. Higuchi, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 学会等名: 4th Congress of European Microbiologists, FEMS2011
  • 発表場所: Geneva, Switzerland
  • 年月日: 20110626-30
• [学会発表] Macroautophagy-mediated Degradation of Whole Nuclei in the Filamentous Fungus Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Shoji, Takashi Kikuma, Manabu Arioka, and Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: 26th Fungal Genetics Conference at Asilomar
  • 発表場所: U. S. A.
  • 年月日: 20110315-20
• [学会発表] Septum-directed secretion in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Shoji, Yugo Hayakawa, Eri Ishikawa, and Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: 26th Fungal Genetics Conference at Asilomar
  • 発表場所: U. S. A.
  • 年月日: 20110315-20
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおけるエンドサイトーシス関連因子AipCおよびAipDの機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松尾賢人、樋口裕次郎、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: 京都
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 異種タンパク質を高生産する麹菌Aspergillus oryzaeプロテアーゼ遺伝子10重破壊株の取得 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尹載宇、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: 宮崎
  • 年月日: 20101027-29
• [学会発表] Endocytic recycling at the tip region in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2010)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Higuchi, Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: 9th International Mycological Congress : The Biology of Fungi
  • 発表場所: Edinburgh, UK
  • 年月日: 20100801-06
• [学会発表] Disruption of a vacuolar protein sorting receptor gene, Aovps10, enhances production level of heterologous protein by the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2010)
  • 著者名/発表者名: Jaewoo Yoon, Tuerxun Aishan, Jun-ichi Maruyama, Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: 10th European Conference on Fungal Genetics
  • 発表場所: Leeuwenhorst, The Nethrlands
  • 年月日: 20100329-0401
• [学会発表] Exploration of components related to endocytosis in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2009)
  • 著者名/発表者名: Higuchi Y., Arioka M., Kitamoto K.
  • 学会等名: The Xth International Fungal Biology Conference
  • 発表場所: Mexico
  • 年月日: 20091206-10
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおける隔壁へ向かう輸送の分子機構の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 早川雄悟、石川絵理、正路淳也、有岡学、北本勝ひこ
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
  • 年月日: 20090923-25
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeのプロテアーゼ遺伝子多重破壊株の育種とウシキモシンの生産 (2009)
  • 著者名/発表者名: 尹載宇、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: 福岡
  • 年月日: 20090327-29
• [学会発表] Construction of quintuple protease gene disruptant for heterologous protein production in Aspergillus oryzae (2009)
  • 著者名/発表者名: Jaewoo Yoon, Shinya Kimura, Jun-ichi Maruyama, and Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: The 25rd Fungal Genetics Conference at Asilomar
  • 発表場所: U. S. A.
  • 年月日: 20090317-22
• [学会発表] 麹菌Aspergillus oryzaeのligD遺伝子欠損によるプロテアーゼ遺伝子多重破壊株の取得 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尹載宇、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: 仙台
  • 年月日: 20080827-29
• [学会発表] Impact of a golgi-located protein involved in secretion on morphogenesis of the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2008)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Shoji, Ayako Taura, Manabu Arioka, Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: 9th European Conference on Fungal Genetics
  • 発表場所: Edinburgh, Scotland
  • 年月日: 20080405-08
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおけるRab GTPaseの網羅的局在解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 平田恭子、正路淳也、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: 名古屋
  • 年月日: 20080326-29
• [学会発表] Analysis of the endosomal compartments in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2007)
  • 著者名/発表者名: Yujirou Higuchi, Junya Shoji, Manabu Arioka, Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: 3rd European Federation of Biotechnology Conference on Physiology of Yeasts and Filamentous Fungi PYFF3
  • 発表場所: Helsinki, Finland
  • 年月日: 20070613-16
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeにおけるAoend4条件発現株を用いたエンドサイトーシスの解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 樋口裕次郎、正路淳也、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: 東京
  • 年月日: 20070324-27
• [学会発表] 麹菌A. oryzaeの異種タンパク質高生産変異株によるキモシンの生産 (2007)
  • 著者名/発表者名: 根本崇、丸山潤一、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: 東京
  • 年月日: 20070324-27
• [学会発表] ゲノム情報を利用した麹菌SNAREタンパク質の網羅的局在解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Kitamoto
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20060911-13
• [学会発表] Visualization of the endocytic pathway and endosomal structures in the filamentous fungus Aspergillus oryzae (2006)
  • 著者名/発表者名: Yujirou Higuchi, Tomoyuki Nakahama, Junya Shoji, Manabu Arioka, Katsuhiko Kitamoto
  • 学会等名: Eighth International Mycological Congress
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 20060820-25
• [図書] 合成微生物工学の隆起-有用物質生産の新たな生産法構築をめざして- (2012)
  • 著者名/発表者名: 北本勝ひこ
  • 総ページ数: 26-33
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 改訂版分子麹菌学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北本勝ひこ
  • 出版者: 公益財団法人日本醸造協会
• [図書] 改訂版分子麹菌学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北本勝ひこ、尹載宇
  • 総ページ数: 91-99
  • 出版者: 日本醸造協会
• [図書] 麹菌のタンパク質分泌経路とエンドサイトーシス発酵・醸造食品の最新技術と機能性II (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋口裕次郎、北本勝ひこ
  • 総ページ数: 78-85
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] Strain engineering Methods and protocols, Edited by J. A. Williams. Humana Press (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Maruyama, K. Kitamoto
  • 総ページ数: 447-456
  • 出版者: Targeted gene disruption in koji mold Aspergillus oryzae
• [図書] 微生物によるものづくり (2008)
  • 著者名/発表者名: 北本勝ひこ
  • 総ページ数: 15-23
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 蛋白質核酸酵素 (2008)
  • 著者名/発表者名: 正路淳也、樋口裕次郎、丸山潤一、北本勝ひこ
  • 総ページ数: 753-759
• [図書] Dissecting cellular components of the secretory pathway in filamentous fungi : insights into their application for protein production (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Shoji, M. Arioka, K. Kitamoto
  • 総ページ数: 7-14
  • 出版者: Biotechnol. Lett.
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/Lab_Microbiology/hyousi.html
• [産業財産権] 異種タンパク質を高生産する麹菌の育種方法 (2011)
  • 発明者名: 北本勝ひこ、尹戴宇、丸山潤一、菊間隆志
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学
  • 出願年月日: 2011-03-01
• [産業財産権] 異種タンパク質を高生産する麹菌変異株 (2007)
  • 発明者名: 北本勝ひこ、有岡学、丸山潤一、渡辺泰祐、溝上豊
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: JP2007052715
  • 出願年月日: 2007-02-15