| 研究課題/領域番号 |
21J22329
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
堀川 翔子 東京農工大学, 大学院連合農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| キーワード | 木材腐朽菌 / 揮発性有機化合物 / MVOC / 生物間相互作用 / クロストーク |
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| 研究実績の概要 |
真菌類は代謝の過程で揮発性有機化合物を放散し，これらの化合物はMicrobial Volatile Organic Compoundsの頭文字をとってMVOCと呼ばれる。MVOCは単なる最終代謝産物（いわゆる排泄物）として菌体外に放散されるだけでなく，MVOCの中には生物間の相互作用において重要な役割を果たす化合物が存在する。これまでに微生物と植物，微生物と昆虫，微生物と微生物など，様々な生物種間の相互作用をMVOCが媒介しているという報告がなされており，MVOCが生物間相互作用における情報伝達物質としての役割を担うことが示唆されている。木材腐朽菌が放散するMVOCについても，放散される化合物の種類などについては知見が集まりつつあるものの，木材腐朽菌間の相互作用（本研究ではクロストークと呼ぶ）においてMVOCが果たす役割は未解明である。そこで我々は，木材腐朽菌同士のクロストークにおいてもMVOCが情報伝達物質としての役割を担っているという仮説を立てた。そして，この仮説を立証することで，MVOCを介した木材腐朽菌間クロストークのメカニズムを解明することを本研究の目的とした。
そこで本年度は，木材腐朽菌から同定されたMVOCのうち14種を用い，５種の木材腐朽菌を対象としたMVOC暴露試験を実施し，MVOCが木材腐朽菌の生育に影響を及ぼすのかどうかを調査した。その後，顕著な生育変化が見られたMVOCと木材腐朽菌の組み合わせを選抜し，MVOCの生育制御作用の濃度依存性を調査した。
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| 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
本年度は，木材腐朽菌が放散するMVOCが木材腐朽菌の生育に影響を及ぼすのかどうかを調査するため，5種の木材腐朽菌を対象としたMVOC暴露試験を実施した。このとき，MVOCとしてこれまでに木材腐朽菌から検出されたMVOCのうち，14種を選抜して暴露試験に用いた。培養期間中のコロニー径と培養後の菌体乾燥重量を測定し，生育評価の指標とした。その結果，1-octen-3-olと1-octen-3-oneは供試したすべての木材腐朽菌の生育に影響を及ぼし，そのほとんどは生育抑制作用を示した。14種のMVOCと５種の木材腐朽菌の組み合わせのうち，顕著な生育変化を引き起こしたMVOCは1-octen-3-ol, 1-octen-3-oneおよび3-octanoneであった。その結果を受け，これらのMVOCの生育制御作用の濃度依存性をGloeopyhllum trabeumおよびGanoderma mastoporumを対象として調査した。このとき，1-octen-3-ol, 1-octen-3-oneおよび3-octanoneはすべて炭素数８のMVOCであるため，比較対象として他の炭素数８のMVOC３種でも同様の試験を実施した。その結果，特定の組み合わせでのみ濃度依存的な生育制御作用が観察された。以上の内容については，現在論文にまとめており，国際誌に投稿予定であるため，概ね順調に本課題を遂行していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和４年度は，木材腐朽菌におけるMVOC受容体を特定することを目的とする。令和３年度に実施した暴露試験において特定された，生育に影響を及ぼすMVOCと木材腐朽菌の組み合わせで培養し，MVOC暴露区およびMVOC非暴露区において比較トランスクリプトーム解析を行うことで，MVOC暴露によって特異的に反応する受容体を網羅的に特定する。このとき，複数種のMVOCを用いた暴露試験を実施することで，それぞれのMVOCと特異的に反応するMVOC受容体についても調査する。多くの生物種においてMVOCの認識に関与することが知られているGタンパク質共役型受容体（G protein coupled receptor；GPCR）を主なターゲットとして木材腐朽菌におけるMVOC受容体の特定を試みる。得られた成果は論文としてまとめ，投稿する予定である。
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