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木材腐朽菌による木質分解酵素の生産に関する研究では、従来、遺伝子発現(転写)と、実際に分泌生産される酵素量との間にギャップがあり、タンパク質分泌系 の機能強化が重要であることが指摘されてきた。本研究課題では、申請者らが開発した様々な分子遺伝学研究ツールを用いることで、腐朽菌のタンパク質分泌系のボトルネックとなり得るステップ群) について明らかにし、ゲノム改変によるネックの解消を行って分泌タンパク質の高生産が可能な株の育種を目指す。 リグニン分解酵素の転写量を人為的に高めた場合に、それに見合う酵素活性が見られない理由としてこれまで「翻訳後調節機構」の存在が提案されてきたが、実 際に解析した例はない。本課題ではこれまでに蛍光タンパク質(mCherry)やルシフェラーゼタンパク質をレポーターとして用い、 ゲノムよりサーベイしてきた各細胞内小器官に存在すると考えられるタンパク質のシグナル配列と連結することで、細胞内のタンパク質分泌系路について、蛍光顕微鏡を用いて分子細胞生物学的に解析を行った。また、木材腐朽菌におけるゲノム編集系の開発を進め、任意のゲノム編集を可能とする技術基盤の開発にも取り組んでいる。その結果、モデル木材腐朽菌ヒラタケにおけるCRISPR/Cas9を用いたゲノム編集システムの開発に成功し、さらにin vitroでCas9タンパク質とgRNAを会合させたものを直接プロトプラストに導入する技術の開発に成功した。この結果は、将来の木材腐朽菌によるタンパク質分泌系の解明とその制御を可能にする画期的なものである。
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