カビと光の関係ー真菌類の光感知が導く分化誘導制御機構の解明に向けた基盤構築

真菌与光的关系：为阐明真菌光传感引导的分化诱导控制机制奠定基础

基本信息

批准号：
21K05339
负责人：
伏見圭司
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

カビ（Aspergillus nidulans（モデルカビ、An）、A. oryzae（コウジカビ、Ao））およびキノコ（Coprinopsis cinerea（ウシグソヒトヨタケ、Cc）、Schizophyllum commune（スエヒロタケ、Sc））に由来する光受容体・フィトクロム（FphA）の遺伝子を His-tag 融合タンパク質として発現させるために、pET28a ベクターに導入した。取得したプラスミド DNA をビリン色素合成系を保有する大腸菌内で発現後、アフィニティーカラムクロマトグラフィーによる精製を行い、UV-Vis 分光光度計による吸収波長特性の解析を試みた。AnFphA および AoFphA は赤色光 / 遠赤色光感知型光受容体として機能することを確認できたが、CcFphA および ScFphA については発現がみられず、その機能を確認することができなかった。そこで、alphafold2 によって各光受容体の分子モデリングを行い、立体構造を形成しない N-末端側の可変領域を除去したコンストラクトを作製した。現在、再度、分光光度計による吸収波長特性の解析を試みている。一方、モデルキノコであるウシグソヒトヨタケのゲノムには、光感知機能をもつ遺伝子（CcPhotolyase、CcDst-1、CcDst-2、CcWC2）がアノテーションされていた。先行研究において、これらの遺伝子破壊株は子実体を正常に形成できないことが報告されているが、その分光学的な解析は行われていなかった。加えて、CcFphA と子実体形成を紐付ける遺伝学的な研究報告はなかった。現在、カビ、キノコに由来する各 FphA だけでなく、モデルキノコであるウシグソヒトヨタケの CcPhotolyase、CcDst-1、CcDst-2、CcWC2 にも焦点を当てた解析を進めている。

将源自霉菌（构巢曲霉（模型霉菌，An）、米曲霉（Ao））和蘑菇（灰鬼伞（Coprinopsis cinerea）（Cc）、裂褶菌（Sc））FphA）基因的光感受器和光敏色素导入pET28a载体中，将其表达为His 标签融合蛋白。在具有胆色素合成系统的大肠杆菌中表达获得的质粒DNA后，我们通过亲和柱色谱将其纯化，并尝试使用紫外-可见分光光度计分析其吸收波长特性。证实AnFphA和AoFphA具有红光/远红光敏感感光细胞的功能，但未观察到CcFphA和ScFphA的表达，无法证实其功能。因此，我们使用 alphafold2 对每个光感受器进行了分子建模，并创建了一个结构，其中不形成三维结构的 N 末端可变区被删除。目前，我们正在尝试使用分光光度计再次分析吸收波长特性。另一方面，在模式蘑菇Cotypica oleracea的基因组中注释了具有光传感功能的基因（CcPhotolyase、CcDst-1、CcDst-2和CcWC2）。之前的研究报告称，这些基因破坏的菌株无法正常形成子实体，但尚未进行光谱分析。此外，还没有将CcFphA与子实体形成联系起来的遗传学研究报告。目前，我们不仅对来自霉菌和蘑菇的 FphA 进行分析，还对来自模型蘑菇 CcPhotolyse、CcDst-1、CcDst-2 和 CcWC2 的 CcPhotolyase、CcDst-1、CcDst-2 和 CcWC2 进行分析。