真核糸状菌(植物病原菌を含む)におけるメラニン合成と耐熱性獲得に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12660049
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: 藤村 真 東洋大学, 生命科学部, 助教授 (50297735)
• Keywords: メラニン / 耐熱性 / イネいもち病菌 / ポリケタイド合成酵素 / Neurospora

Research Abstract

メラニン阻害剤ジクロシメット含有培地で生育させたイネいもち病菌の胞子は、紫外線に対し感受性を示すと同時に耐熱性を低下させていることを見いだした。さらに、Neurosporaではメラニン化は子嚢核と子嚢胞子で特異的に認められるが、無性胞子と子嚢胞子の耐熱性を比較したところ子嚢胞子が特異的に高い耐熱性を示した(65℃でも生存)。このことから、メラニンの生物学的意義として、これまでほとんど注目されていない耐熱性への関与が示唆された。Neurosporaのメラニン合成経路については、チロシナーゼが関与しているとする報告があるが、メラニン阻害剤トリシクラゾール処理によりメラニン中間体フラビオリンの蓄積が認められたこと、メラニン合成欠損株per-1株にメラニン中間体サイタロンを添加したところメラニン化の回復認められたことから、Neurosporaのメラニンもイネいもち病菌同様にDHNメラニンであることが明らかとなった。また、阻害剤によるフラビオリンの蓄積は交配菌体に特異的に認められたことから、Neurosporaのメラニン合成系は有性生殖特異的に誘導されると考えられた。さらに、メラニン合成系遺伝子のクローニングをおこない、ポリケタイド合成酵素(PKS)遺伝子ををゲノムライブラリーより単離解析した。NeurosporaのPKS遺伝子はいもち病菌の遺伝子と高い相同性が認められた。メラニン合成欠損株per-1株の変異がPKS遺伝子変異であるか否かを調べるために現在形質転換実験をおこなっている。さらに、同遺伝子がメラニン合成系遺伝子であるポリハイドロキシナフタレン還元酵素(PNR)遺伝子断片をPCRクローニングした。これらの遺伝子を用いて、野生株のそれぞれの遺伝子を破壊し、遺伝子破壊株の耐熱性を調べることにより、メラニン化と耐熱性獲得の関連を明らかにする予定である。