糸状菌細胞表層物質の機能解析に基づく基質界面応答の普遍性と特殊性の理解

本研究は糸状菌の基質攻略における初期イベントについて、細胞表層物質の機能に着目し、生態的・系統進化的に特徴の異なる菌類を比較しながら、糸状菌たる生き方の基本原理を理解することを目的としている。本目的を達成するため今年度は、遺伝学的、生化学的なアプローチを中心として、（1）細胞表層多糖を介した菌糸ー基質間の定着機構の解析、（2）低分子量分泌タンパク質（SSPs）を介した基質定着性と基質分解促進機構の解析に関連する研究を実施した。具体的には、（1）に関連して、トウモロコシごま葉枯病菌における細胞外マトリクス（ECM）を構成する多糖の生合成に関与する酵素遺伝子を同定し、その局在と合成される多糖の主成分を明らかにした。また、木材腐朽菌ヒラタケにおいて、細胞表層に局在する細胞壁多糖の生化学解析を実施し、子嚢菌と担子菌では細胞壁多糖の種類と量、空間配置が異なることなど幾つかの新知見を得た。次に（２）については、麹菌が栄養基質にキシロースを用いた際に特異的に分泌するSSPsとして、新規ハイドロフォビンを同定し、その遺伝子破壊株の性状を解析した。また、トウモロコシごま葉枯病菌における４種のハイドロフォビン遺伝子の全破壊株の解析から、本菌における菌糸表面への疎水性付与はハイドロフォビン依存的ではなく、環状ペプチド化合物依存的であることを明らかにした。さらに、ヒラタケにおいて、リグニン分解時に発現上昇するSSPsとして、２種のハイドロフォビンを同定し、それらが協調的に菌糸表面に疎水性を付与すること、その片方はリグニン分解にも関与している可能性があることを明らかにした。以上のように、今年度実施した解析から、糸状菌の細胞表層に局在することが一般的に知られている物質であったとしても、その機能は菌種により様々であり、それらは生態的・系統進化的な特徴に基づいて進化を遂げてきたと考えられた。

本研究は糸状菌の基質攻略における初期イベントについて、細胞表層物質の機能に着目し、生態的・系統進化的に特徴の異なる菌類を比較しながら、糸状菌たる生き方の基本原理を理解することを目的としている。本目的を達成するため今年度は、遺伝学的、生化学的なアプローチを中心として、（1）細胞表層多糖を介した菌糸ー基質間の定着機構の解析、（2）低分子量分泌タンパク質（SSPs）を介した基質定着性と基質分解促進機構の解析に関連する研究を実施した。具体的には、（1）に関連して、トウモロコシごま葉枯病菌における細胞外マトリクス（ECM）を構成する多糖の生合成に関与する酵素遺伝子を同定し、その局在と合成される多糖の主成分を明らかにした。また、木材腐朽菌ヒラタケにおいて、細胞表層に局在する細胞壁多糖の生化学解析を実施し、子嚢菌と担子菌では細胞壁多糖の種類と量、空間配置が異なることなど幾つかの新知見を得た。次に（２）については、麹菌が栄養基質にキシロースを用いた際に特異的に分泌するSSPsとして、新規ハイドロフォビンを同定し、その遺伝子破壊株の性状を解析した。また、トウモロコシごま葉枯病菌における４種のハイドロフォビン遺伝子の全破壊株の解析から、本菌における菌糸表面への疎水性付与はハイドロフォビン依存的ではなく、環状ペプチド化合物依存的であることを明らかにした。さらに、ヒラタケにおいて、リグニン分解時に発現上昇するSSPsとして、２種のハイドロフォビンを同定し、それらが協調的に菌糸表面に疎水性を付与すること、その片方はリグニン分解にも関与している可能性があることを明らかにした。以上のように、今年度実施した解析から、糸状菌の細胞表層に局在することが一般的に知られている物質であったとしても、その機能は菌種により様々であり、それらは生態的・系統進化的な特徴に基づいて進化を遂げてきたと考えられた。