糸状菌の細胞表層多糖を介した菌糸接着による菌糸塊形成の分子機構の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20H02895
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38020:応用微生物学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 阿部 敬悦 東北大学, 農学研究科, 教授 (50312624)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 糸状菌 / 細胞壁 / 多糖 / 菌糸 / 接着

研究成果の概要

真核多細胞微生物の糸状菌(カビ)は細胞が連なって糸状の菌糸として生長する。我々は菌糸細胞壁外層に存在するα-1,3-グルカン(AG)およびガラクトサミノガラクタン(GAG)を菌糸接着因子と同定し、AG及びGAGの欠損により菌糸分散を達成した。本研究では糸状菌のAG生合成に関与する酵素の変異体の菌糸接着性とAG分子量の関係性を解析した。その結果、AG分子量が40-150万程度では菌糸が接着し、AG分子量が15万以下程度に低下すると菌糸が分散することが明らかになった。またAGオリゴ糖を被覆した微粒子を用いてin vitroで分子量の異なるAGの接着能を評価する系を構築した。

自由記述の分野

応用微生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

糸状菌は天然に300万種以上存在し、特に陸圏において分解者として動植物と相互作用しながら地球の物質循環に寄与する。産業では糸状菌の多様な酵素や化成品の生産能を利活用している。糸状菌の発酵生産では大規模な液体培養を行うが、菌糸接着で菌糸塊が形成され、その内部の酸素欠乏により自己消化して生産性が低下することが課題となっていた。本研究の成果は、菌糸接着因子であるα-1,3-グルカン（AG）の生合成機構の観点から、菌糸接着とAG分子量の関係性を明らかにしたことで、産業課題である菌糸分散性制御技術の開発を可能にする。AG量および分子量を低下させて菌糸を分散させることで、物質生産性は向上する。