Molecular and cellular biological analysis on valuable material productivity in the multinuclear and multicellular filamentous fungus Aspergillus oryzae

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黄麹菌Aspergillus oryzaeは、古来日本において日本酒・味噌・醤油といった発酵醸造産業で用いられてきた糸状菌であり、高い安全性で有用な酵素タンパク質や二次代謝産物などの低分子化合物を菌体外に大量に分泌生産する能力を有する。しかし、糸状菌としての特徴である多核多細胞の黄麹菌において、有用物質を時空間的にどのように生産制御しているのか、詳細な分子機構は未だ明らかになっていない。mRNAの細胞内局在化機構は、タンパク質の翻訳・成熟・局在を制御する上で生理的に非常に重要である。また、糸状菌で分泌されるタンパク質は主に菌糸の先端から分泌され、細胞骨格である微小管およびアクチンケーブルを介して分泌小胞により輸送されてエキソサイトーシスされている。黄麹菌は、有用酵素の分泌高生産性を有するため、タンパク質分泌メカニズムの解明に向けて、細胞内輸送に関する細胞生物学的研究が行われてきた。しかし、これまでの研究では主にタンパク質レベルでの解析にとどまり、タンパク質が翻訳前にどのような制御を受けているのか、さらには黄麹菌における多核多細胞性という観点においては十分に明らかにされていない。本研究では、黄麹菌において微小管を構成するチューブリンおよびアクチンに関連したタンパク質に対して、それらのmRNA局在を解析し、タンパク質局在との関連性を明らかにしている。さらに本研究ではこれまでに、黄麹菌が多量分泌生産する有用糖化酵素であるグルコアミラーゼのmRNAをMS2システムを用いて生細胞にて可視化することに成功した。そして、グルコアミラーゼmRNAが黄麹菌細胞内にて菌糸の部位特異的に発現・局在制御されていることを見出した。さらに、グルコアミラーゼmRNAの局在および動態を時空間制御する分子機構を明らかにしてきている。