有用物質高生産性麹菌の造成を目指したカーボンカタボライト抑制関連因子の機能解析

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麹菌Aspergillus oryzae のカーボンカタボライト抑制転写因子であるCreAの機能の解明を目指して、以下の研究を行なった。1、CreAによる液体培養時の菌糸形態の制御：野生株は液体培養すると菌糸が絡まり合ったペレット状の菌糸形態を示すのに対し、creA破壊株は菌糸が培地中に拡散したパルプ状の形態を示し、さらに野生株よりも菌体量が増加することが観察された。菌糸形態が変化した要因として、Aspergillus nigerにおいてα-1,4-glucanotransferse活性を有するAgtAのオーソログであるAmyDの遺伝子発現量がcreA破壊により大幅に増加しており、その結果細胞壁中のα-グルカン内のα-1,4結合のグルコース鎖が過剰に切断され、菌糸間の接着性を失った短鎖のα-グルカンが合成されたことが示唆された。以上の結果から、CreAは液体培養時の菌糸形態の制御に関与し、creA破壊はCCRの解除に加えて液体培養時の菌体量の増加に効果があることを明らかにした。2、CreAの有機酸生産制御への関与：creA破壊株は完全培地では野生株よりも高いα-アミラーゼ活性を示すのに対し、0.1%ポリペプトンを窒素源とした最小培地ではα-アミラーゼ活性が顕著に低下した。その要因として、creA破壊株ではピルビン酸などの有機酸の生産量が野生株よりも増加したことで培養上清のpHが4以下になり、α-アミラーゼが失活したことが示唆された。培養上清のpHの低下はポリペプトンと同様にアミノ酸を多量に含むカザミノ酸培地でも観察されたのに対し、硝酸ナトリウム培地では観察されず、さらにマイクロアレイ解析の結果creA破壊株ではアミノ酸の代謝分解に関与する遺伝子の発現量が野生株よりも増加していたことから、creA破壊株では培地中のアミノ酸に応答して有機酸の生産が誘導される可能性が見出された。