Uncovering the regulatory mechanism of fungal cell-to-cell communication by a novel transglutaminase

通过新型转谷氨酰胺酶揭示真菌细胞间通讯的调节机制

基本信息

批准号：
21F21099
负责人：
丸山潤一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21F21099/
关键词：
糸状菌トランスグルタミナーゼ細胞間連絡麹菌

项目摘要

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が連絡を行っている。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る。これまで糸状菌の細胞間連絡の制御機構について、糸状菌特異的なオルガネラWoronin bodyが物理的にふさいで遮断するという程度の知見のレベルであった。我々は大規模局在スクリーニングにより同定した糸状菌の細胞間連絡の制御因子のなかから、タンパク質の架橋反応を担うトランスグルタミナーゼドメインをもつタンパク質を見いだした。本研究では、動物で血液凝固や皮膚表皮形成などの機能が知られるトランスグルタミナーゼについて、糸状菌の細胞間連絡の制御メカニズムにおける新しい機能を解明することを目的とした。2021年度は、トランスグルタミナーゼ活性が隔壁孔における細胞間連絡を制御する機能をもつことを示唆する結果を得た。2022年度は、大規模局在スクリーニングで見いだした「トランスグルタミナーゼ様タンパク質」(Mamun et al., Nat. Commun., 2023)について、細胞間連絡の制御におけるトランスグルタミナーゼ活性に関与することを明らかにした。さらに、同スクリーニングで別に得ていた隔壁孔蓄積タンパク質の局在についても、「トランスグルタミナーゼ様タンパク質」が関与することがわかった。以上の結果から、トランスグルタミナーゼ活性による隔壁孔蓄積タンパク質の架橋反応を明らかにすることにより、細胞間連絡の制御の作用機序の解明につながる可能性が得られた。

丝状真菌以菌丝的形式生长，具有由一系列由隔膜分隔的细长细胞组成的多细胞生物的形态特征。隔膜上有一些小孔，称为隔膜孔，相邻细胞通过这些小孔相互沟通。这种细胞间通讯是多细胞生物的共同特性，例如动物中的间隙连接和植物中的胞间连丝。迄今为止，关于丝状真菌细胞间通讯控制机制的唯一知识水平是丝状真菌特异性细胞器沃罗宁体在物理上对其进行阻断和阻断。在通过大规模定位筛选鉴定的丝状真菌细胞间通讯的调节因子中，我们发现了一种具有负责蛋白质交联的转谷氨酰胺酶结构域的蛋白质。在本研究中，我们旨在阐明转谷氨酰胺酶在丝状真菌细胞间通讯控制机制中的新功能，转谷氨酰胺酶在动物体内具有凝血和皮肤表皮形成等功能。 2021年，我们获得的结果表明转谷氨酰胺酶活性具有控制隔膜孔细胞间通讯的功能。 2022年，我们发现通过大规模定位筛选发现的“转谷氨酰胺酶样蛋白”（Mamun et al., Nat. Commun., 2023）参与了细胞间通讯控制中的转谷氨酰胺酶活性。此外，还发现“转谷氨酰胺酶样蛋白”参与在同一筛选中单独获得的隔膜孔积累蛋白的定位。基于上述结果，通过转谷氨酰胺酶活性阐明隔膜孔积累蛋白的交联反应可能有助于阐明调节细胞间通讯的作用机制。