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Research Results 研究成果

?麹菌细胞における尘搁狈础?成メカニズムを世界で初解明

発酵?品に?かせない微?物、有?物质のさらなる?产量向上に期待 2024.03.11
研究成果Life & Health

ポイント

  • 日本酒や味噌、醤油などの発酵?醸造产业に必要不可欠な微生物である黄麹菌(きこうじきん)の细胞の中でどのように尘搁狈础が生成されるのか未解明でした。
  • でんぷん分解に重要なグルコアミラーゼの尘搁狈础が、黄麹菌の细胞内において、いつ?どこで?どのように生成されるのかを世界で初めて明らかにしました。
  • 今后、黄麹菌を用いたさらなる有用物质生产性向上に向けた分子育种が期待されます。

概要

 黄麹菌※1は、日本酒、味噌、醤油などの発酵や醸造产业に必要不可欠な微生物(カビ、糸状菌)であり、日本醸造学会においては日本を象徴する微生物「国菌」にも认定されています。黄麹菌が产业利用される理由としては、有用な物质、主に酵素を安全かつ多量に生产できることが挙げられます。一例として、黄麹菌はでんぷん分解に重要な酵素であるアミラーゼを多量に作ることができます。そうした酵素はタンパク质の1种であり、タンパク质は尘搁狈础※2から作られますが、黄麹菌の细胞内において尘搁狈础がどのように生成されるのかという分子メカニズムは明らかになっていませんでした。
 九州大学大学院農学研究院発酵化学研究室の樋口裕次郎准教授、竹川薫教授、生物資源環境科学府博士課程3年の守田湧貴氏、ならびにクイーンズランド大学のBrett M. Collins教授らの研究グループは、黄麹菌が有する主要なでんぷん分解酵素であるグルコアミラーゼの遺伝子であるglaA※3のmRNAを、生きた細胞内で可視化することに成功しました。そして、glaA mRNAが黄麹菌細胞内の特定の核※4で生成されていくことや、環境変化に応じて細胞内での存在位置や量が変化することを見出しました。
 今回の研究成果は、黄麹菌细胞内でどのように有用酵素が多量に生产できるのかという分子メカニズムの一端を明らかにしたものです。こうした知见の蓄积により、将来的にはより一层有用物质を生产できる黄麹菌の分子育种※5が可能になると期待されます。
 本研究成果は、日本時間2024年2月23日(金)に、国際学術雑誌「Microbiological Research」にオンライン掲載されました。

黄麹菌細胞のそれぞれの部位を蛍光顕微鏡で観察した。先端部の核(紫色もしくは白色)において、時間経過とともにglaA mRNA(緑色)が生成されていく様子。

研究者からひとこと

黄麹菌は発酵や醸造において我々に身近な菌ではありますが、まだまだ生物学的には未解明なことが多いです。国菌とも呼ばれる黄麹菌から新たな生命现象の分子机构を解明し、国际共同研究を展开することで、世界にアピールできる研究成果を今后も発表していきたいです。

用语解説

(※1) 黄麹菌
カビ(糸状菌)の1種であり、学名はAspergillus oryzae。日本において発酵や醸造産業に広く利用される有用な微生物。でんぷんを分解するアミラーゼやタンパク質を分解するプロテアーゼなど、産業上有用な酵素を安全かつ多量に生産することができる。
(※2) mRNA
メッセンジャー搁狈础のこと。顿狈础から作られ、タンパク质を作るのに必要な分子。
(※3) glaA
黄麹菌が有する遗伝子の1つで、でんぷんを分解しグルコースを生成する酵素であるグルコアミラーゼをコードしている。
(※4) 核
细胞小器官の1つで、ゲノム顿狈础を内包している。
(※5) 分子育種
细胞を分子レベルで改変して新しい品种を作ること。黄麹菌においては、歴史的には外来の遗伝子を导入する遗伝子组换えが多く行われてきたが、日本では2019年10月にゲノム编集食品が解禁されたこともあり、ゲノム编集による分子育种も行われてきている。

论文情报

掲載誌:Microbiological Research
タイトル:
著者名:Yuki Morita, Kaoru Takegawa, Brett M. Collins, Yujiro Higuchi
顿翱滨:10.1016/箩.尘颈肠谤别蝉.2024.127653

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