糸状菌における環境応答と酵素生産を協調的に制御する分子機構の解明とその応用

丝状真菌协调控制环境响应和酶产生的分子机制的阐明及其应用

基本信息

批准号：
22K05413
负责人：
谷修治
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

多糖分解酵素生産糸状菌 Aspergillus aculeatus において、我々が同定した酵素遺伝子発現制御因子が、糸状菌の形態形成や環境応答機構も制御することを見出した。本研究では、この異なる生命現象を共通の因子が制御する分子機構を解明することを目的としている。UDP-glucose 4-epimerase (Uge5): A. aculeatusにおけるセルラーゼ遺伝子群の発現は、セロビオースとマンノビオースに応答して発現が誘導される。この内、Uge5はマンノビオースに応答した遺伝子発現制御のみに関与することを明らかにした。この内容をまとめた論文が、Applied Microbiology and Biotechnologyに掲載された。Uge5は細胞壁を構成する糖を供給することから、細胞壁の恒常性維持に関わるシグナル伝達経路との相互作用についても検証している。Serine-arginine protein kinase F (SrpkF): 416アミノ酸からなるSrpkFは、328番目以降のアミノ酸を欠失した場合に、セルロースに応答した酵素遺伝子発現が低下し、塩ストレス条件下における胞子形成能が低下する。そこでC末端部分の推定アミノ酸リン酸化部位に着目して変異を導入したところ、誘導物質がなくてもセルラーゼ遺伝子の発現が促進されることを見出した。Dipeptidyl peptidase IV (DppIV): dppIV遺伝子破壊株では、セルラーゼ遺伝子の発現が低下する一方で、高発現株では参加ストレス耐性を獲得する。このdppIV高発現において、酸化ストレス耐性に関与する遺伝子の発現が亢進されていることを見出した。以上の成果は、酵素生産調節機構と形態形成や環境応答機構が相互に調和をとりながら制御されている分子機構の解明につながる成果である。

我们发现，在产生多糖降解酶的丝状真菌棘孢曲霉中鉴定的酶基因表达调节因子也控制丝状真菌的形态发生和环境响应机制。本研究的目的是阐明共同因素控制这些不同生物现象的分子机制。 UDP-葡萄糖 4-差向异构酶 (Uge5)：A. aculeatus 中纤维素酶基因的表达是响应纤维二糖和甘露二糖而诱导的。其中，Uge5被发现仅参与响应甘露二糖而调节基因表达。总结研究结果的论文发表在《应用微生物学和生物技术》上。由于 Uge5 提供构成细胞壁的糖，我们也在研究它与维持细胞壁稳态的信号转导途径的相互作用。丝氨酸-精氨酸蛋白激酶 F (SrpkF)：SrpkF 由 416 个氨基酸组成，当 328 个氨基酸及以后的氨基酸被删除时，它会降低对纤维素的酶基因表达，并降低盐胁迫条件下的孢子形成能力。当他们关注 C 末端假定的氨基酸磷酸化位点并引入突变时，他们发现即使在没有诱导物的情况下，纤维素酶基因的表达也会得到促进。二肽基肽酶 IV (DppIV)：在 dppIV 基因破坏的菌株中，纤维素酶基因表达降低，而在高表达菌株中，它们获得了对应激的抵抗力。我们发现，在 dppIV 的高表达中，参与氧化应激抵抗的基因的表达得到增强。上述结果阐明了酶产生调节机制、形态发生和环境反应机制相互协调控制的分子机制。