研究課題
基盤研究(C)
白色腐朽菌は強力なリグニン分解系を持ち、木質リグニンやダイオキシンのような難分解性有機物を効率的に分解できることで知られている。これを利用することにより、環境に与える負荷が少ない状態で木質を有望な燃料資源へと変換、または、環境汚染物質を除去する新規バイオリアクターの構築が可能であると考えられる。しかし、白色腐朽菌のリグニン分解系は多くの既知、および未知遺伝子からできており。しかも、それら遺伝子の発現は誘導性であるのだが、誘導因子の詳細は不明である。白色腐朽菌のリグニン分解能についての知識は不十分であり、このことがバイオリアクター開発の大きな障害となっている。もし、リグニン分解系全体を調節するマスターレギュレーター遺伝子を特定することができれば、リグニン高分解菌育種のためのターゲットとなるばかりでなく、リグニン分解系を研究する上でも重要な手掛かりになるだろう。本研究においては、世界で最も広く研究されている白色腐朽菌であるPhanerochaetechrysosporiumを供試菌として用いて、リグニンペルオキシダーゼ(LiP)およびマンガンペルオキシダーゼ(MnP)の発現初期の菌体を用いたトランスクリプトーム解析を行った。LiPおよびMnPは典型的なリグニン分解酵素であり、リグニン分解系発現の良い指標と考えられている。解析の結果、カルモデュリン(CaM)をコードする遺伝子がlipおよびmnp遺伝子と並行に発現していることが明らかとなった。そこで、CaMの役割について考察するため、CaM阻害剤であるW-7がLiPおよびMnPの発現に与える影響について調査した。その結果、CaMはLiPおよびMnPアイソザイム遺伝子群の発現において重要な役割を持ち、cAMPシグナルはCaM遺伝子転写の活性化を通してLiPおよびMnPアイソザイム遺伝子群の転写を活性化することが示唆された。現在、我々は、新規リグニン高分解菌育種のターゲットを同定することを目的として、CaM相互作用タンパクについて解析を行っているところである。
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