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2021 年度 実績報告書

麹の品質を決定する遺伝子発現制御の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 19K05773
研究機関鹿児島大学

研究代表者

二神 泰基  鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (60512027)

研究分担者 玉置 尚徳  鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (20212045)
後藤 正利  佐賀大学, 農学部, 教授 (90274521)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード白麹菌 / 固体培養 / 仕舞仕事 / デンプン分解酵素 / クエン酸 / ヒストン脱アセチル化酵素 / サーチュイン / NAD+
研究実績の概要

本課題は、白麹の製造において温度を下げるという仕舞仕事によりデンプン分解酵素とクエン酸の生産をバランスよく制御できる機構の解明を目的として実施した。初年度に、白麹菌のヒストン脱アセチル化酵素(サーチュイン)を解析し、sirD破壊株の麹において酸度とα-アミラーゼ活性の低下することを明らかにした。また、CAGE解析の結果、sirDの破壊により白麹菌のゲノムにコードされる11488遺伝子のうち、1314遺伝子が発現上昇し、1590遺伝子が発現低下したことが示唆された。サーチュイン活性はNAD+を要求する。そこで本年度は、製麹過程におけるNAD+とNADHの量を測定し、麹が完成する出麹においてNAD+が減少することが分かった。よって、製麹過程でサーチュイン活性は低下すると考えられた。次に、サーチュインSirDが製麹時の遺伝子発現の変化にどの程度関与するのかをトランスクリプトームを比較することで評価した。先行研究のDNAマイクロアレイ解析により、仕舞仕事で566遺伝子が発現上昇し、548遺伝子が発現減少することが示唆された。上述したCAGE解析のデータと比較した結果、仕舞仕事により発現が上昇する566遺伝子のうちsirD破壊により発現上昇する遺伝子は168含まれていた。また、仕舞仕事により発現が減少する548遺伝子のうちsirD遺伝子の破壊により発現が減少する遺伝子が214含まれていた。このことから、仕舞仕事による遺伝子発現変化の約35%にSirD活性の低下が関与する可能性が示唆された。本課題では、サーチュインの他に遺伝子発現の制御に関わる推定メチルトランスフェラーゼLaeA、MAPキナーゼ、転写因子等について解析を行った。今後、各制御因子の関連性の解明に向けた研究を展開する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 図書 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chromosome-level genome sequence data and analysis of the white koji fungus, Aspergillus luchuensis mut. kawachii IFO 43082022

    • 著者名/発表者名
      Mori Kazuki、Kadooka Chihiro、Oda Ken、Okutsu Kayu、Yoshizaki Yumiko、Takamine Kazunori、Tashiro Kosuke、Goto Masatoshi、Tamaki Hisanori、Futagami Taiki
    • 雑誌名

      Data in Brief

      巻: 41 ページ: 107888~107888

    • DOI

      10.1016/j.dib.2022.107888

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The white koji fungus <i>Aspergillus luchuensis</i> mut. <i>kawachii</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Futagami Taiki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 ページ: 574~584

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insights regarding sirtuin-dependent gene regulation during white koji production2022

    • 著者名/発表者名
      Futagami Taiki、Goto Masatoshi
    • 雑誌名

      Communicative &amp; Integrative Biology

      巻: 15 ページ: 92~95

    • DOI

      10.1080/19420889.2022.2051844

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chromosome-Level Genome Sequence of the Black Koji Fungus Aspergillus luchuensis RIB26012021

    • 著者名/発表者名
      Mori Kazuki、Kadooka Chihiro、Nishitani Atsushi、Okutsu Kayu、Yoshizaki Yumiko、Takamine Kazunori、Tashiro Kosuke、Goto Masatoshi、Tamaki Hisanori、Futagami Taiki
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 10 ページ: e0038421

    • DOI

      10.1128/MRA.00384-21

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 白麹菌のクエン酸高生産機構に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      二神 泰基
    • 学会等名
      第41回糸状菌遺伝子研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 白麹菌のクエン酸高生産機構に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      二神 泰基
    • 学会等名
      日本農芸化学会西日本支部例会
    • 招待講演
  • [学会発表] 白麹菌におけるMAPキナーゼを介したクエン酸生産制御機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      林 那波、池田 萌、門岡 千尋、奥津 果優、吉﨑 由美子、髙峯 和則、後藤 正利、玉置 尚徳、二神 泰基
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会大会
  • [学会発表] 白麹菌Aspergillus luchuensis mut. kawachiiにおけるα-アミラーゼAmyBの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      井上 太雅、山口 正晃、門岡 千尋、奥津 果優、吉﨑 由美子、髙峯 和則、後藤 正利、玉置 尚徳、二神 泰基
    • 学会等名
      日本醸造学会大会
  • [学会発表] 白麹菌Aspergillus kawachiiにおけるα-アミラーゼAmyBの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      井上 太雅、山口 正晃、門岡 千尋、奥津 果優、吉﨑 由美子、髙峯 和則、後藤 正利、玉置 尚徳、二神 泰基
    • 学会等名
      日本農芸化学会西日本・中四国・関西支部合同大会
  • [図書] 科学と工業2022

    • 著者名/発表者名
      二神 泰基、後藤 正利
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      大阪工研協会
  • [図書] 日本醸造協会誌2021

    • 著者名/発表者名
      二神 泰基、門岡 千尋、後藤 正利、玉置 尚徳
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      日本醸造協会
  • [図書] 化学と生物2021

    • 著者名/発表者名
      二神 泰基、門岡 千尋、後藤 正利、玉置 尚徳
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      日本農芸化学会
  • [図書] 温古知新2021

    • 著者名/発表者名
      二神 泰基
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      秋田今野商店
  • [図書] 生物の科学 遺伝2021

    • 著者名/発表者名
      二神 泰基、玉置 尚徳
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
  • [図書] 生物工学会誌2021

    • 著者名/発表者名
      二神 泰基
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      日本生物工学会
  • [備考] 醸造微生物学研究室ホームページ

    • URL

      https://ace1.agri.kagoshima-u.ac.jp/shochu/brewing/research.html

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公開日: 2022-12-28  

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