Elucidation of the molecular mechanism of nuclear increase in Aspergillus oryzae

阐明米曲霉核增加的分子机制

基本信息

批准号：
21K19062
负责人：
竹下典男
金额：
$ 4.16万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19062/
关键词：
コウジカビ麹菌 Aspergillus oryzae 核菌糸酵素生産育種進化

项目摘要

コウジカビAspergillus oryzaeの核を蛍光標識し、培養経過と共に細胞内の核の数が増加する現象を発見した。このような核の増加は、他のAspergillus属において前例がなかった。核の増加と酵素生産性には相関があることが予想され、麹菌の高い酵素生産性に関わる表現型の可能性がある。そこでその表現型に関わる分子機構を明らかにすることを目的とした。A. oryzaeの近縁種であるA. flavusでは核の増加は見られなかった。醤油と焼酎の醸造に利用されるAspergillus属の種にAspergillus sojaeとAspergillus luchuensisでは、A. sojaeで核の増加が見られ、A. luchuensisでは見られなかった。A. oryzaeの清酒用のある株では核の増加が見られ、醤油用のある株では核の増加が見られなかった。ライブイメージング解析により核が増加する菌糸が分岐により出現すること、時間の経過とともに核の多い菌糸が優占することが示された。培地に酵母エキスを加えると核が増加することが示され、核の増加とアミラーゼ酵素活性の相関も示された。トランスクリプトーム解析により核が増加する条件で発現量が上昇する遺伝子群が明らかになった。細胞壁関連、細胞膜関連、カルシウムの恒常性に関わる遺伝子があった。ゲノム情報が明らかとなった実用株の近縁種で表現型を解析したところ、核が増加する株としない株が確認された。異なる表現型を示す同一クレード内の株を対象に、ゲノム比較解析を行い、ORF内に変異がある遺伝子をいくつか見出した。これらのことから、核の増加に関わるいくつかの候補遺伝子が得られた。

曲棍球曲霉的核被标记为荧光，并且一种现象，其中细胞中的核数量随培养过程的增加而增加。在其他曲霉属中，这种核增加是前所未有的。预计核的增加和酶的生产率有望具有相关性，并且有可能是一种与高高的酶生产率相关的表达类型。因此，目的是阐明与表达类型相关的分子机制。 A. Flavus是一种密切相关的Oryzae物种，没有看到核武器的增加。在曲霉sojae和luchuensis中，A。sojae显示出核的核增加，用于酿造酱油和shochu。 A.在Oryzae的缘故中，核有增加，酱油的库存并没有增加核武器的数量。实时成像分析表明，增加了核的结构是通过分支出现的，随着时间的流逝，核心结轴是主导的。结果表明，在培养基中添加酵母提取物可以增加核武器，并且还显示了核增加与淀粉酶活性之间的相关性。转录组分析显示了一个基因组，其中表达在核的增加下增加。有与细胞壁相关，细胞膜相关和钙常数有关的基因。在揭示了基因组信息的实际菌株的近乎近距离中分析了表达类型的分析，并确认了增加细胞核的菌株。对同一粘土中的库存进行了基因组比较分析，该粘土表明一种不同的表达类型，并发现了某些具有ORF突变的基因。这些事实获得了一些与核武器增加有关的候选基因。