食品総合研究所

糸状菌ユニット

役割

麹菌(こうじきん)は、味噌や醤油、漬物などの発酵食品を作るうえで重要な役割を担う糸状菌(カビ)の一種です。糸状菌研究室では、麹菌を中心とした発酵微生物の生理機能や遺伝子などに関する基礎的な研究をしています。これまで、麹菌の研究では味や香りの良い菌株や、工業用酵素を多量に作る菌株の品種改良が行われてきました。最近では、遺伝子工学の技術を利用して品種改良をスピードアップすることができます。研究成果は、麹菌の新しい菌株の育種や、品種改良の効率化にフィードバックされていきます。

 

主な研究テーマ

麹菌の遺伝子の解明に関する研究

麹菌ゲノム解析コンソーシアムの研究機関のひとつとして、ゲノム解析研究を行っています。麹菌の遺伝子を解析して、新しい有用な遺伝子を探索したり、これまで分類が非常に難しかった麹菌について、遺伝子の解析による分類などの研究に取り組んでいます。また、麹菌の発現遺伝子を網羅的に解析する研究(EST解析)を行い、さらに麹菌の全ゲノム配列の解読に成功しました。

糸状菌(カビ)の酵素の機能に関する研究

糸状菌は多様な酵素を生産します。糸状菌のさまざまな酵素の特徴を解明し、酵素の利用に関する研究や、酵素の性質を変えて行くための基礎を作る研究をしています。

(1) 麹菌の生命の設計図であるゲノム情報が、2005年に解読されました。糸状菌ユニットは、麹菌の染色体のテロメア領域の特殊な12塩基の繰り返し配列を世界で初めて解明しました。
(1)麹菌の生命の設計図であるゲノム情報が、2005年に解読されました。糸状菌ユニットは、麹菌の染色体のテロメア領域の特殊な12塩基の繰り返し配列を世界で初めて解明しました。

(2) 麹菌のゲノムから、遺伝子発現効率が高い、熱ショックタンパク質(HSP)遺伝子やSOD遺伝子のプロモーターを初めて取得しました。

(3) 麹菌遺伝子の形質転換菌株や、食品等の多数の試料から遺伝子DNAを短時間で抽出し、PCR遺伝子増幅する方法を開発しました。糸状菌のコロニーPCR検出法を確立しました。

(4) ポスト麹菌ゲノム研究として、特にプロテアーゼ遺伝子を探索し、酵素の機能と性質を解明して新規機能性ペプチドの効率的生産への利用研究を行っています。
麹菌ゲノム研究

(5) だし入り味噌のだし成分(核酸系調味料)を分解する麹菌の酵素(酸性ホスファターゼ)を共同で解明し、その制御機構を明らかにしました。現在は、だし成分が分解しないように味噌を高温で加熱処理をしてだし入り味噌を製造していますが、その加熱処理が不要になる省エネルギー型味噌製造技術の開発につながります。 

 

メンバー

ユニット長
楠本 憲一 (くすもとけんいち)/専門:発酵食品微生物、工学博士

主任研究員
鈴木 聡(すずき さとし)/専門:微生物、分子生物学、医薬学博士

研究職員
服部 領太(はっとり りょうた)

 

主要成果

  • Comparison of Acid Phosphatase Gene Expression Profiles in Solid-State Rice and Soybean Cultures of an Aspergillus oryzae Strain with Low Acid Phosphatase Activity (KBN8048): Implications for Miso Brewing. Marui J, Tada S, Fukuoka M, Suzuki S, Hattori R, Wagu Y, Shiraishi Y, Kitamoto N, Sugimoto T, and Kusumoto K., Food Sci. Technol. Res. 18(1),83-90 (2012)
  • Disruption and overexpression of acid phosphatase gene (aphA) from a miso koji mold, Aspergillus oryzae KBN630, and characterization of the gene product, S. Yoshino-Yasuda, O. Hasegawa, Y. Iga, Y. Shiraishi, Y. Wagu, T. Suzuki, T. Sugimoto, K.-I. Kusumoto, M. Kato, and N. Kitamoto, Food Sci. Technol. Res. 18(1),59-65 (2012)
  • Enzymatic properties of the glycine D-alanine aminopeptidase of Aspergillus oryzae and its activity profiles in liquid-cultured mycelia and solid-state rice culture (rice-koji). Marui J, Matsushita-Morita M, Tada S, Hattori R, Suzuki S, Amano H, Ishida H, Yamagata Y, Takeuchi M, Kusumoto K., Appl. Microbiol. Biotechnol. 93, 655–669 (2012)
  • Genomic Analysis of Koji Mold Aspergillus oryzae and Investigation of Novel Peptidases by Post-genomic Approach. Kusumoto K., Japan Agricultural Research Quarterly. 46(1), 1-6 (2012)
  • Morita H, Abo H, Okamoto A, Maeda H, Yamagata Y, Kusumoto K, Amano H, Ishida H, Takeuchi M.: Enzymatic properties of the recombinant serine-type carboxypeptidase OcpC, which is unique to Aspergillus oryzae. Biosci Biotechnol Biochem., 75(4), 662-8 (2011).
  • Hattori R, Matsushita-Morita M, Marui J, Tada S, Suzuki S, Furukawa I, Yamagata Y, Amano H, Ishida H, Takeuchi M, Kusumoto K.: Characterization of an Aspergillus oryzae cysteinyl dipeptidase expressed in Escherichia coli. Biosci Biotechnol Biochem., 75(1), 159-61 (2011).
  • Matsushita-Morita M, Tada S, Suzuki S, Hattori R, Marui J, Furukawa I, Yamagata Y, Amano H, Ishida H, Takeuchi M, Kashiwagi Y, Kusumoto K.: Overexpression and characterization of an extracellular leucine aminopeptidase from Aspergillus oryzae. Curr Microbiol., 62(2), 557-64 (2011).
  • Morita H, Kuriyama K, Akiyama N, Okamoto A, Yamagata Y, Kusumoto K, Koide Y, Ishida H, Takeuchi M.: Molecular cloning of ocpO encoding carboxypeptidase O of Aspergillus oryzae IAM2640. Biosci Biotechnol Biochem., 74(5), 1000-6 (2010).
  • Suzuki S, Fukuoka M, Ookuchi H, Sano M, Ozeki K, Nagayoshi E, Takii Y, Matsushita M, Tada S, Kusumoto K, Kashiwagi Y.: Characterization of Aspergillus oryzae glycoside hydrolase family 43 beta-xylosidase expressed in Escherichia coli. J Biosci Bioeng., 109(2), 115-7 (2010).
  • Matsushita-Morita M, Furukawa I, Suzuki S, Yamagata Y, Koide Y, Ishida H, Takeuchi M, Kashiwagi Y, Kusumoto KI.: Characterization of recombinant prolyl aminopeptidase from Aspergillus oryzae. J Appl Microbiol., 109(1), 156-65 (2010).
  • A. Kumagai, S. Tada, K. Nozaki, M. Mizuno, T. Kanda, S. Suzuki, K.-I. Kusumoto, T. Sasaki, Y. Kashiwagi, Y. Amano: Enzymatic production of Glucosylxylose using a cellobiose phosphorylase-yeast combined system. J. Appl. Glycosci., 58, 31-34 (2010).
  • S. Suzuki, M. Fukuoka, S. Tada, M. Matsushita-Morita, R. Hattori, N. Kitamoto, K.-I. Kusumoto.: Production of polygalacturonase by recombinant aspergillus oryzae in solid-state fermentation using potato pulp. Food Sci. Technol. Res., 16(5), 517-521 (2010)
  • Tada S, Matsushita-Morita M, Suzuki S, Kusumoto K, Kashiwagi Y.: Characterization of a neutral ceramidase orthologue from Aspergillus oryzae. FEMS Microbiol Lett., 298(2), 157-65 (2009).
  • Morita H, Okamoto A, Yamagata Y, Kusumoto K, Koide Y, Ishida H, Takeuchi M.: Heterologous expression and characterization of CpI, OcpA, and novel serine-type carboxypeptidase OcpB from Aspergillus oryzae. Appl Microbiol Biotechnol., 85(2), 335-46 (2009).
  • Matsushita M, Tada S, Suzuki S, Kusumoto K, Kashiwagi Y.: Deletion analysis of the promoter of Aspergillus oryzae gene encoding heat shock protein 30. J Biosci Bioeng., 107(4), 345-51 (2009).
  • Suzuki S, Tada S, Fukuoka M, Taketani H, Tsukakoshi Y, Matsushita M, Oda K, Kusumoto K, Kashiwagi Y, Sugiyama M.: A novel transformation system using a bleomycin resistance marker with chemosensitizers for Aspergillus oryzae. Biochem Biophys Res Commun., 383(1), 42-7 (2009).
  • K.-I. Kusumoto, M. Matsushita-Morita, I. Furukawa, S. Suzuki, Y. Yamagata, Y. Koide, H. Ishida, M. Takeuchi and Y. Kashiwagi: Efficient production and partial characterization of aspartyl aminopeptidase from Aspergillus oryzae, Journal of Applied Microbiology, 105, 1711-1719 (2008)
  • K.-I. Kusumoto, I. Furukawa, N. Kitamoto, T. Kimura, M. Matsushita, S. Suzuki, Y.: Survivability of conidia from a recombinant Aspergillus oryzae strain overproducing cellulose, and its parent strain in a soil environment. 食品総合研究所研究報告、72、53-58(2008)
  • 柏木豊、山口加奈子、吉田智子、栗原洋子、木村佳枝、成田清一、楠本憲一、鈴木聡、セルロース担体セル路ファインに対するセルロース結合部位を付加した融合タンパク質の吸着、食品総合研究所研究報告、72、59-64(2008)
  • 迅速ゲノム抽出法及びPCR法を用いた味噌中の真菌ゲノムの検出、鈴木聡、竹谷博子、福岡真里、松下真由美、多田功生、楠本憲一、柏木豊、味噌の科学と技術、55 (5), 311-314 (2007)
  • 楠本憲一、古川育代、鈴木 聡、柏木 豊:麹菌の簡便かつ効率的な胞子形成能の強化法、食品総合研究所研究報告、71、39-43 (2007)
  • Suzuki S, Taketani H, Kusumoto K, Kashiwagi Y.: High-throughput genotyping of filamentous fungus Aspergillus oryzae based on colony direct polymerase chain reaction, Journal of Bioscience and Bioengineering, 102(6), 572-574 (2006)
  • M. Machida, K. Asai, M. Sano, T. Tanaka, T. Kumagai, G. Terai, K. Kusumoto, T. Arima, O. Akita, Y. Kashiwagi , K. Abe, K. Gomi, H. Horiuchi, K. kitamoto, T. Kobayashi, M. Takeuchi, D.W. Denning, J. Galagan, W. Nierman, J. Yu, D. Archer, J. Bennett, D. Bhatnagar, T. Cleaveland, N. Fedrova, O. Gotoh, H. Horikawa, A. Hosoyama, M. Ichinomiya, R. Igarashi, K. Iwashita, P. Juvvadi, M. Kato, Y. Kato, T. Kin, A. Kokubun, H. Maeda, N. Maeyama, J. Maruyama, H. Nagasaki, T. Nakajima, K. Oda, K. Okada, I. Paulsen, K. Sakamoto, T. Sawano, M. Takahashi, K, Takase, Y. Terabayashi, J. Wortman, O. Yamada, Y. Yamagata, H. Anazawa, Y. Hata, Y. Koide, T. Komori, Y. Koyama, T. Minetoki, S. Suharnan, A. Tanaka, K. Isono, S. Kuhara, N. Ogasawara, H. Kikuchi: Genome sequencing and analysis of Aspergillus oryzae, Nature, 438(7071), 1157-1161 (2005)
  • H. Ishida, Y. Hata, A. Kawato, Y. Abe, Y. Kashiwagi: Isolation of a novel promoter for efficient protein production in Aspergillus oryzae, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 68 (9), 1849-1857 (2004)
  • 楠本憲一、木村多江、鈴木 聡、柏木 豊: Aspergillus oryzaeのテロメア配列を付加したプラスミドの細胞内における形態の解析、食品総合研究所研究報告、68、43-47(2004)
  • 柏木豊、山口加奈子、栗原洋子、鈴木聡、秋田修、町田雅之、小山泰二、山口庄太郎、五味勝也、阿部敬悦、竹内道雄、小林哲夫、堀内裕之、北本勝ひこ: 麹菌の発現遺伝子の大規模解析、日本醤油研究所雑誌、30 (4)、135-141(2004)
  • 鈴木 聡、竹谷博子、石田博樹、楠本憲一、柏木 豊: Aurintricarboxylic Acid Ammonium Salt (ATA)を用いた米麹からの麹菌全RNA抽出法の検討、食品総合研究所研究報告、68、33-38(2004)
  • H, Akeboshi, Y. Kashiwagi, H. Aoki, T. Tonozuka, A. Nishikawa, Y. Sakano: Construction of an efficient expression system for Aspergillus isopullulanase in Pichia pastoris, and a simple purification method, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 67 (5), 1149-1153 (2003)
  • Ken-Ichi Kusumoto, Satoshi Suzuki, Yutaka Kashiwagi: Telomeric repeat sequence of Aspergillus oryzae consists of dodeca-nucleotides, Applied Microbiology and Biotechnology, 61 (3), 247-251 (2003)
  • S. Suzuki, H. Taketani, K. Kusumoto, Y. Kashiwagi: High-throughput screening for isolation of enhanced green fluorescent protein expressing transformants of filamentous fungus using an image analyzer, Journal of Bioscience and Bioengineering, 96 (3), 313-316 (2003)
  • 鈴木 聡 楠本憲一 柏木 豊: Construction of a gene trap vector, pPTR-EGFP1, for the filamentous fungus, Aspergillus oryzae、食品総合研究所研究報告、67、33-38(2003)
  • 柏木豊、石田博樹、秦洋二、川戸章嗣、安部康久: アスペルギルス・オリザの新規変異株及び選択マーカー、2004-241170、2004年8月20日出願
  • 柏木豊、楠本憲一、鈴木聡、松下真由美: 麹菌の遺伝子、該麹菌発現遺伝子のプロモーター並びに該プロモーターを利用した外来遺伝子の発現方法、特許第3743803号、2006年2月8日
  • 柏木豊、楠本憲一、鈴木聡: 糸状菌の菌体量測定法、2003-292703、2003年8月13日出願