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

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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。