| 研究課題/領域番号 |
26310303
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
高谷 直樹 筑波大学, 生命環境系, 教授 (50282322)
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| 研究期間 (年度) |
2014-07-18 – 2017-03-31
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| キーワード | 腐食 / 分解酵素 / Aspergillus |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、土壌常在糸状菌の１つであり子嚢菌類のモデル生物であるAspergillus nidulansを研究対象として、フミン酸と糸状菌との相互作用に関する解析を行った。まず、フミン酸存在下でA. nidulansの培養を行い、両者の影響を解析した。その結果、フミン酸によるA. nidulansの生育状態の変化やA. nidulansによるフミン酸の吸着、構造変化等の現象を見出した。A. nidulansはフミン酸を酸化し、縮合重合させることによって高分子化することが分かった。さらに、DNAマイクロアレイを用いて、培地へのフミン酸の添加により生じる遺伝子発現の変化を網羅的に解析したところ、A. nidulansがフミン酸分解物に応答して代謝経路を活性化させることや代謝に関わると予想される各種酵素遺伝子を見出した。フミン酸の低分子分解物モデルとしてGuaiacylglycerol-guaiacyl etherを用いた代謝解析を行った結果、A. nidulansがこの化合物の分解能を持つことが明らかとなった。本研究により、フミン酸がA. nidulansに対する様々な生理作用を持つこととA. nidulansがフミン酸の重合や部分分解を行うことが示された。この発見は、本菌をはじめとする子嚢菌類とフミン酸とが土壌環境中においても相互作用することを示唆しており、これらの菌の生態の理解に貢献するという点で大きな意義がある。
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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
分子生物学的解析手法をはじめとする様々な実験手法が確立されているA. nidulansを用いた本研究の成果によって、フミン酸と糸状菌との相互作用の分子遺伝学・分子生物学レベルでの解明の取り掛かりができた。今後、得られた知見をもとに、詳細な機構解明が加速されることが期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
１．フミン酸のA. nidulansに対する生理作用・フミン酸分解機構
前年度までの取り組みを継続し、A. nidulansをモデルとして、糸状菌によるフミン酸の分解とフミン酸の増殖促進作用の分子機構を解明する。
２．フミン酸分解菌の再評価
これまでに確立できたフミン酸の分解活性のアッセイ系を利用し、数10株の糸状菌を対象としてフミン酸分解能を持つものをスクリーニングする。具体的には、確立した分析手法を活用して、培養に伴うフミン酸の官能基および分子量変化を明らかとする。得られた菌の分解活性・分解様式と、分類学的位置づけ（理研JCMによる）、土壌生息性の有無（文献調査による）を比較し、土壌フミン酸の形成または分解への関与を推定する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本計画の中でもっとも高価な実験であるDNAマイクロアレイ実験について、既に研究室で保有している試薬などを活用することによって、節約することができたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
第一段階のDNAマイクロアレイ解析は、一定の成果が得られた。そこで、次年度使用額を利用して、第二段階の同解析を行う予定である。また、一部は、フミン酸の化学分析の学内外での分析（機器使用）費用として活用したい。
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