Studies on a novel control mechanism of cell-cell communication by protein cross-linking of multicellular filamentous fungi

多细胞丝状真菌蛋白质交联细胞间通讯的新型控制机制研究

• 批准号: 21H02098
• 负责人: 丸山 潤一
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02098/
• 关键词: 糸状菌; 麹菌; 多細胞; トランスグルタミナーゼ; タンパク質架橋; 細胞間連絡

糸状菌は、菌糸状に生育し、隔壁により仕切られた細長い細胞が連なる多細胞生物としての形態的特徴を有する。隔壁には隔壁孔と呼ばれる小さな穴があき、これを介して隣接した細胞どうしで連絡を行っている。この細胞間連絡は、動物のギャップ結合・植物の原形質連絡のような多細胞生物として共通する性質であり、真核生物でもっとも単純な構造で始原的な細胞間連絡である。本研究では、研究代表者らが大規模局在スクリーニングから見いだした、糸状菌の細胞間連絡の制御因子のなかより、タンパク質の架橋反応を担うトランスグルタミナーゼを対象として、細胞間連絡を制御する機能の解明を目指す。トランスグルタミナーゼの基質同定により、細胞間連絡制御の分子ネットワークの解明を行う。動物で血液凝固や皮膚表皮形成でのタンパク質どうしを架橋する機能が知られるトランスグルタミナーゼについて、本研究は糸状菌の細胞間連絡における制御メカニズムからの新しい生理機能を提起する。2022年度は、細胞間連絡の制御においてトランスグルタミナーゼ活性が、「トランスグルタミナーゼ様タンパク質」に依存するかを調べた。蛍光顕微鏡による酵素活性の局在解析を行った結果、トランスグルタミナーゼ活性に同タンパク質が関与することを明らかにした。さらに、研究代表者らが大規模局在スクリーニングで見いだした隔壁孔蓄積タンパク質(Mamun et al., Nat. Commun., 2023)について、その局在が「トランスグルタミナーゼ様タンパク質」に依存することがわかった。以上のことから、隔壁孔での細胞間連絡の制御において、トランスグルタミナーゼ活性による作用機序の解明につながる結果が得られた。

丝状真菌在菌丝体中生长，并具有多细胞生物的形态特征，在该生物中，通过隔膜分离的细长细胞被连接。一个称为隔膜孔的小孔形成隔膜，相邻细胞相互通信。这种细胞间的通信是多细胞生物的共同特性，例如动物的间隙连接和植物中的等离子体通信，是真核生物中最简单的结构和原始的细胞间通信。在这项研究中，研究人员的目的是阐明调节细胞 - 细胞通信的功能，以靶向转谷氨酰胺酶（负责蛋白质交联反应），从丝状真菌中细胞 - 细胞通信的调节剂中，他们从大规模的定位屏幕中发现。转谷氨酰胺酶底物鉴定将阐明细胞间通讯和调节的分子网络。这项研究介绍了丝状真菌的细胞对细胞通讯中的调节机制，涉及转谷氨酰胺酶，该酶在血液凝结和表皮形成中的动物中已知可以交叉链接蛋白。在2022年，我们研究了转谷氨酰胺酶活性是否取决于控制细胞 - 细胞通信中的“转谷氨酰胺酶样蛋白”。使用荧光显微镜对酶活性的定位分析表明，该蛋白质参与转谷氨酰胺酶活性。此外，发现主要研究者在大规模定位筛查中发现的隔孔积累蛋白的定位（Mamun等，Nat。Commun。，2023）取决于“转谷氨酰胺酶样蛋白”。从以上，已经获得了导致在隔孔孔中控制细胞 - 细胞通信中跨谷氨酰胺酶活性引起的作用机理的结果。

项目成果

Georg-August University, Gottingen(ドイツ)

格奥尔格-奥古斯特大学，哥廷根（德国）

麹菌を用いた異種天然物生産におけるゲノム編集による染色体大規模欠損の効果

基因组编辑大规模删除染色体对米曲霉生产异源天然产物的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 齋藤 直也;片山 琢也;南 篤志;及川 英秋;丸山 潤一
• 通讯作者: 丸山 潤一

CRISPR/Cpf1-mediated mutagenesis and gene deletion in industrial filamentous fungi Aspergillus oryzae and Aspergillus sojae

• DOI: 10.1016/j.jbiosc.2021.12.017
• 发表时间: 2022-03-08
• 期刊: JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING
• 影响因子: 2.8
• 作者: Katayama, Takuya;Maruyama, Jun-ichi
• 通讯作者: Maruyama, Jun-ichi

麹菌の同株どうしの対峙培養における増殖抑制を制御する遺伝子の同定

米曲霉同一菌株竞争性培养中控制生长抑制的基因的鉴定

• 发表时间: 2023
• 作者: 浜中 祐弥;齋藤 直也;片山 琢也;黒田 裕樹;丸山 潤一
• 通讯作者: 丸山 潤一

麹菌の同株どうしの対峙培養における増殖抑制に関与する因子の探索

米曲霉同株竞争培养中生长抑制相关因子的探索

• 发表时间: 2022
• 作者: 浜中 祐弥;齋藤 直也;片山 琢也;黒田 裕樹;丸山 潤一
• 通讯作者: 丸山 潤一