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2020 年度 実施状況報告書

糸状菌における鉄ホメオスタシスのマスターレギュレータHapXの鉄感知の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 19K05802
研究機関名城大学

研究代表者

加藤 雅士  名城大学, 農学部, 教授 (70242849)

研究分担者 志水 元亨  名城大学, 農学部, 准教授 (20423535)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード鉄硫黄クラスター / 鉄のホメオスタシス / HapX / Aspergillus / 麹菌 / 転写因子
研究実績の概要

HapXは申請者らが初めて見出した真菌類に特異的な転写制御因子であり、広域転写因子 CCAAT-box 結合因子と相互作用し、鉄のホメオスタシスに重要な働きを している。本研究では、モデル糸状菌 Aspergillus nidulans を用い、以下の研究を遂行した。
1. C末端に存在する3つのシステインリッチ領域(CRR)への変異導入と鉄硫黄 (Fe/S) クラスタの結合能の影響:1)昨年度、野生株および3ヶ所それぞれのCRR内の全て のシステイン残基をセリンに置換した変異リコンビナントHapXタンパク質の調製に成功した。各種スペクトルの解析を進め、各CCRの寄与率を検討した。2)各タンパク質の大量精製の条件を行い、生化学的解析に十分な試料を得ることに成功した。
2. HapXに存在するCRRへ点変異を導入した株の生理学的解析:1)野生株および変異HapX株の鉄欠乏条件、鉄十分条件、鉄過剰条件での生育を調べるため、CRR 内の全てのシステイン残基をセリンに置換した変異株を作成し、生育差を調べた。その結果、2番目のCCRが鉄制限下での生育に重要であることを示唆する結果を得た。
3. HapX変異株とFe/Sクラスタ生合成に関する変異株を利用した解析:今年度は1および2の研究を重点的に遂行したため、本項目は最終年度に重点的に検討を行う。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

変異株の作成および変異タンパク質の取得に関して、当初の予定通り順調に計画は進行している。Fe/Sクラスタの形成にそれぞれのCRRが関与していることも生化学的、分光学的な手法で明らかになり、変異株を用いた鉄制限下での生育に必要なドメインも明らかになりつつあり、概ね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

計画に従い、1)CRRへの変異導入とFe/Sクラスタの結合能の影響:変異リコンビナントHapXタンパク質のスペクトルの解析を進め、再現性の確認及び成果発表に向けたデータを取集する。2) HapXに存在するCRRへ点変異を導入した株の生理学的解析:ひき続き、野生株および変異HapX株を各種条件で生育を調べ、CRR内のシステイン残基と鉄欠乏および鉄過剰条件下における生育との関係を調べる。また、鉄欠乏条件で抑制され る遺伝子や鉄過剰条件で誘導される遺伝子について、各条件での各変異株の転写発現量をリアルタイムPCRにより定量し、HapXのもつ遺伝子誘導機構および抑制機構に関する知見を収集する。3) HapX変異株とFe/Sクラスタ生合成に関する変異株を利用した解析:ミトコンドリアの鉄輸送タンパク質遺伝子mrsAの欠失株の取得および解析を進める。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

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

  • [雑誌論文] Artificial AmyR::XlnR transcription factor induces α-amylase production in response to non-edible xylan-containing hemicellulosic biomass2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Miharu、Tsujikami Masaya、Murata Shunsuke、Kobayashi Tetsuo、Shimizu Motoyuki、Kato Masashi
    • 雑誌名

      Enzyme and Microbial Technology

      巻: 145 ページ: 109762~109762

    • DOI

      10.1016/j.enzmictec.2021.109762

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of FsXEG12A from the cellulose-degrading ectosymbiotic fungus Fusarium spp. strain EI cultured by the ambrosia beetle2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Kiyota、Yamaguchi Aya、Tsutsumi Seitaro、Kawai Yuto、Tsuzuki Sho、Suzuki Hiromitsu、Jindou Sadanari、Suzuki Yoshihito、Kajimura Hisashi、Kato Masashi、Shimizu Motoyuki
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 10 ページ: 96

    • DOI

      10.1186/s13568-020-01030-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oxygen radical based on non-thermal atmospheric pressure plasma alleviates lignin-derived phenolic toxicity in yeast2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Shou、Sakai Kiyota、Gamaleev Vladislav、Ito Masafumi、Hori Masaru、Kato Masashi、Shimizu Motoyuki
    • 雑誌名

      Biotechnology for Biofuels

      巻: 13 ページ: 18

    • DOI

      10.1186/s13068-020-1655-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 真菌特有の bZIP 型転写因子 HapX と HapB/C/E 複合体との相互作用 : HapX の N-末端ドメインの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      山下 美春、辻上 誠也、村田 俊輔、志水 元亨、加藤 雅士
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020大会(大会ホームページ上での発表)
  • [学会発表] 愛知の発酵食品の魅力2020

    • 著者名/発表者名
      加藤雅士
    • 学会等名
      日本食生活学会 第61回大会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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