業績情報

• A mutation in DNA polymerase γ harbours a shortened lifespan and high sensitivity to mutagens in the filamentous fungus Neurospora crassa.　　　　　　　　　　　　　　　
  Ryouhei Yoshihara; Yuzuki Shimakura; Satoshi Kitamura; Katsuya Satoh; Manami Sato; Taketo Aono; Yu Akiyama; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka
  Genetics, 2024年11月, ［査読有り］, ［国際誌］
  Hyphal elongation is the vegetative growth of filamentous fungi, and many species continuously elongate their hyphal tips over long periods. The details of the mechanisms for maintaining continuous growth are not yet clear. A novel short lifespan mutant of N. crassa that ceases hyphal elongation early was screened and analyzed to better understand the mechanisms for maintaining hyphal elongation in filamentous fungi. The mutant strain also exhibited high sensitivity to mutagens such as hydroxyurea and ultraviolet radiation. Based on these observations, we named the novel mutant "mutagen sensitive and short lifespan 1 (ms1)". The mutation responsible for the short lifespan and mutagen sensitivity in the ms1 strain was identified in DNA polymerase γ (mip-1:NCU00276). This mutation changed the amino acid at position 814 in the polymerase domain from leucine to arginine (MIP-1 L814R). A dosage analysis by next generation sequencing (NGS) reads suggested that mitochondrial DNA (mtDNA) sequences are decreased non-uniformly throughout the genome of the ms1 strain. This observation was confirmed by quantitative PCR for three representative loci and restriction fragment length polymorphisms in purified mtDNA. Direct repeat-mediated deletions, which had been reported previously, were not detected in the mitochondrial genome by our whole-genome sequencing analysis. These results imply the presence of novel mechanisms to induce the non-uniform decrease in the mitochondrial genome by DNA polymerase γ mutation. Some potential reasons for the non-uniform distribution of the mitochondrial genome are discussed in relation to the molecular functions of DNA polymerase γ.
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1093/genetics/iyae201
  DOI ID：10.1093/genetics/iyae201, PubMed ID：39611774
• Near-complete de novo assembly of Tricholoma bakamatsutake chromosomes revealed the structural divergence and differentiation of Tricholoma genomes
  Hiroyuki Ichida; Hitoshi Murata; Shin Hatakeyama; Akiyoshi Yamada; Akira Ohta
  G3: Genes, Genomes, Genetics, 巻：13, 号：11, 2023年09月, ［査読有り］
  Abstract
  
  Tricholoma bakamatsutake, which is an edible ectomycorrhizal fungus associated with Fagaceae trees, may have diverged before the other species in Tricholoma section Caligata. We generated a highly contiguous whole-genome sequence for T. bakamatsutake SF-Tf05 isolated in an Oak (Quercus salicina) forest in Japan. The assembly of high-fidelity long reads, with a median read length of 12.3 kb, resulted in 13 chromosome-sized contigs comprising 142,068,211 bases with an average guanine and cytosine (GC) content of 43.94%. The 13 chromosomes were predicted to encode 11,060 genes. A contig (122,566 bases) presumably containing the whole circular mitochondrial genome was also recovered. The chromosome-wide comparison of T. bakamatsutake and Tricholoma matsutake (TMA_r1.0) indicated that the basic number of chromosomes (13) was conserved, but the structures of the corresponding chromosomes diverged, with multiple inversions and translocations. Gene conservation and cluster analyses revealed at least 3 phylogenetic clades in Tricholoma section Caligata. Specifically, all T. bakamatsutake strains belonged to the “bakamatsutake” clade, which is most proximal to the “caligatum” clade consisting of Tricholoma caligatum and Tricholoma fulvocastaneum. The constructed highly contiguous nearly telomere-to-telomere genome sequence of a T. bakamatsutake isolate will serve as a fundamental resource for future research on the evolution and differentiation of Tricholoma species.
  Oxford University Press (OUP), 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1093/g3journal/jkad198
  DOI ID：10.1093/g3journal/jkad198, eISSN：2160-1836
• DNA interstrand crosslink repair by XPF-ERCC1 homologue confers ultraviolet resistance in Neurospora crassa.　　　　　　　　　　　　　　　
  Kotaro Tsukada; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka
  Fungal genetics and biology : FG & B, 巻：164, 開始ページ：103752, 終了ページ：103752, 2023年01月, ［査読有り］, ［国際誌］
  Ultraviolet (UV) light is a mutagen that causes DNA damage. Some UV-sensitive Neurospora crassa strains have been reported to exhibit a partial photoreactivation defect (PPD) phenotype, and the possible cause of this has been unknown for more than half a century. In this study, in the process of elucidating the possible causes of a PPD phenotype, we discovered that the XPF homologue MUS-38 is involved in repairing the UV-induced DNA interstrand crosslink (ICL) in N. crassa. Furthermore, the sensitivity of the Δmus-38 and Δmus-44 strains to ICL agents was significantly higher than that of other nucleotide excision repair (NER)-related gene knockout (KO) strains, indicating that the MUS-38/MUS-44 complex is involved in an NER-independent ICL repair mechanism. Based on reports concerning the mammalian homologues XPF and ERCC1 we obtained separation-of-function mutants defective only in NER in mus-38 and mus-44. Additionally, the photoreactivation ability of these mutants was significantly higher than that of the KO strains. These results indicate that the PPD phenotype is caused by a defect in the repair-ability of ICL induced by UV and that an NER-independent ICL repair by MUS-38 and MUS-44 confers resistance to UV in N. crassa.
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.fgb.2022.103752
  DOI ID：10.1016/j.fgb.2022.103752, PubMed ID：36435348
• Two high-mobility group domains of MHG1 are necessary to maintain mtDNA in Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Hayami Seike; Keisuke Ishimori; Asagi Watanabe; Mao Kiryu; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka; Ryouhei Yoshihara
  Fungal Biology, 巻：126, 号：11-12, 開始ページ：826, 終了ページ：833, 2022年11月, ［査読有り］
  Elsevier {BV}, 英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.funbio.2022.11.001
  DOI ID：10.1016/j.funbio.2022.11.001, ISSN：1878-6146, ORCID：124588814
• A partial photoreactivation defect phenotype is not due to unrepaired ultraviolet-induced pyrimidine dimers in ultraviolet-sensitive mutants of Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Kotaro Tsukada; Ryouhei Yoshihara; Shin Hatakeyama; Akihiko Ichiishi; Shuuitsu Tanaka
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：95, 号：6, 開始ページ：281, 終了ページ：289, 2020年12月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1266/ggs.20-00022
  DOI ID：10.1266/ggs.20-00022, ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000657317200001
• The msh1 gene is responsible for short life span mutant natural death and functions to maintain mitochondrial DNA integrity　　　　　　　　　　　　　　　
  Mitsuyoshi Endo; Takato Yokoi; Suguru Hatazawa; Yuna Kojima; Shiena Takahama; Ryouhei Yoshihara; Shuuitsu Tanaka; Shin Hatakeyama
  FUNGAL GENETICS AND BIOLOGY, 巻：144, 2020年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.fgb.2020.103465
  DOI ID：10.1016/j.fgb.2020.103465, ISSN：1087-1845, eISSN：1096-0937, Web of Science ID：WOS:000599899100004
• Selection and Characterization of Mutants Defective in DNA Methylation in Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Andrew D. Klocko; Calvin A. Summers; Marissa L. Glover; Robert Parrish; William K. Storck; Kevin J. McNaught; Nicole D. Moss; Kirsten Gotting; Aurelian Stewart; Ariel M. Morrison; Laurel Payne; Shin Hatakeyama; Eric U. Selker
  GENETICS, 巻：216, 号：3, 開始ページ：671, 終了ページ：688, 2020年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1534/genetics.120.303471
  DOI ID：10.1534/genetics.120.303471, ISSN：0016-6731, eISSN：1943-2631, Web of Science ID：WOS:000591372800008
• Analysis of localization of cell-cycle regulators in Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Kazuki Kuwabara; Ryouhei Yoshihara; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka
  FUNGAL BIOLOGY, 巻：124, 号：7, 開始ページ：613, 終了ページ：618, 2020年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.funbio.2020.02.017
  DOI ID：10.1016/j.funbio.2020.02.017, ISSN：1878-6146, eISSN：1878-6162, Web of Science ID：WOS:000541532100001
• LET dependence on killing effect and mutagenicity in the model filamentous fungus Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Liqiu Ma; Yusuke Kazama; Tomonari Hirano; Ryouhei Morita; Shuuitsu Tanaka; Tomoko Abe; Shin Hatakeyama
  INTERNATIONAL JOURNAL OF RADIATION BIOLOGY, 巻：94, 号：12, 開始ページ：1125, 終了ページ：1133, 2018年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1080/09553002.2019.1524940
  DOI ID：10.1080/09553002.2019.1524940, ISSN：0955-3002, eISSN：1362-3095, Web of Science ID：WOS:000455198200006
• Phenotypic analysis of newly isolated short-lifespan Neurospora crassa mutant deficient in a high mobility group box protein　　　　　　　　　　　　　　　
  Ryouhei Yoshihara; ZhengHao Li; Keisuke Ishimori; Kazuki Kuwabara; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka
  FUNGAL GENETICS AND BIOLOGY, 巻：105, 開始ページ：28, 終了ページ：36, 2017年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.fgb.2017.06.001
  DOI ID：10.1016/j.fgb.2017.06.001, ISSN：1087-1845, eISSN：1096-0937, Web of Science ID：WOS:000406827300004
• BASIC STUDY ON THE DECAYED BEHAVIOR OF WASTE WOODY SAMPLES CAUSED BY THREE WHITE-ROT FUNGI　　　　　　　　　　　　　　　
  Qingyue Wang; Hideharu Takahashi; Sayuri Kawamura; Shin Hatakeyama
  ENERGY AND SUSTAINABILITY VIII, 巻：224, 開始ページ：267, 終了ページ：277, 2017年
  英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  DOI：https://doi.org/10.2495/ESUS170251
  DOI ID：10.2495/ESUS170251, ISSN：1743-3541, Web of Science ID：WOS:000450031900026
• Function of Neurospora crassa MSH1 in the maintenance of mitochondria DNA　　　　　　　　　　　　　　　
  Yokoi Takato; Yuna Kojima; Shuitsu Tanaka; Shin Hatakeyama
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：91, 号：6, 開始ページ：367, 終了ページ：367, 2016年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000405886000194
• Analysis of the natural death mutant of Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Mitsuyoshi Endo; Syuuitsu Tanaka; Shin Hatakeyama
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：89, 号：6, 開始ページ：340, 終了ページ：340, 2014年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000357360600247
• The type of mutations induced by carbon-ion-beam irradiation of the filamentous fungus Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Liqiu Ma; Yusuke Kazama; Hirokazu Inoue; Tomoko Abe; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka
  FUNGAL BIOLOGY, 巻：117, 号：4, 開始ページ：227, 終了ページ：238, 2013年04月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.funbio.2013.01.002
  DOI ID：10.1016/j.funbio.2013.01.002, ISSN：1878-6146, Web of Science ID：WOS:000318961600001
• A uvs-5 Strain Is Deficient for a Mitofusin Gene Homologue, fzo1, Involved in Maintenance of Long Life Span in Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Kiminori Kurashima; Michael Chae; Hirokazu Inoue; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka
  EUKARYOTIC CELL, 巻：12, 号：2, 開始ページ：233, 終了ページ：243, 2013年02月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1128/EC.00226-12
  DOI ID：10.1128/EC.00226-12, ISSN：1535-9778, eISSN：1535-9786, Web of Science ID：WOS:000314213000009
• Morphological change of mitochondria contribute mutagen hypersensitivity and lifespan in Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Kiminori Kurashima; Michael Chae; Hirokazu Inoue; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：87, 号：6, 開始ページ：407, 終了ページ：407, 2012年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000323535700139
• Killing effect and mutagenesis of Fe-ion beam irradiation in Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Ma Liqiu; Yusuke Kazama; Tomoko Abe; Shuuitsu Tanaka; Shin Hatakeyama
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：87, 号：6, 開始ページ：425, 終了ページ：425, 2012年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000323535700209
• Neurospora mrc1 homologue is involved in replication stability and is required for normal cell growth and chromosome integrity in mus-9 and mus-21 mutants　　　　　　　　　　　　　　　
  Michiyoshi Wakabayashi; Nobuyuki Saijyou; Shin Hatakeyama; Hirokazu Inoue; Shuuitsu Tanaka
  FUNGAL GENETICS AND BIOLOGY, 巻：49, 号：4, 開始ページ：263, 終了ページ：270, 2012年04月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.fgb.2012.02.007
  DOI ID：10.1016/j.fgb.2012.02.007, ISSN：1087-1845, eISSN：1096-0937, Web of Science ID：WOS:000302763500001
• Rapid evaluation of effective linear energy transfer in heavy-ion mutagenesis of Arabidopsis thaliana　　　　　　　　　　　　　　　
  Yusuke Kazama; Liqiu Ma; Tomonari Hirano; Sumie Ohbu; Yuki Shirakawa; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka; Tomoko Abe
  PLANT BIOTECHNOLOGY, 巻：29, 号：5, 開始ページ：441, 終了ページ：445, 2012年
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.5511/plantbiotechnology.12.0921a
  DOI ID：10.5511/plantbiotechnology.12.0921a, ISSN：1342-4580, Web of Science ID：WOS:000315161100003
• Mutagen sensitive strains and their morphological abnormalities of mitochondria in Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Kiminori Kurashima; Michael Chae; Shuuitsu Tanaka; Shin Hatakeyama
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：86, 号：6, 開始ページ：426, 終了ページ：426, 2011年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000303700800173
• C-, Fe-, Ar-ion beams-induced killing effects and forward mutations in the ad-3 region of Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Ma Liqiu; Yusuke Kazama; Tomoko Abe; Syuuitsu Tanaka; Shin Hatakeyama
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：86, 号：6, 開始ページ：426, 終了ページ：426, 2011年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000303700800174
• Analysis of DNA integration in Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Junko Funayama; Tomoyuki Murakami; Shin Hatakeyama; Syuithu Tanaka
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：85, 号：6, 開始ページ：432, 終了ページ：432, 2010年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000290243200144
• The role of delta-lyase dependent base exsion repair in vivo　　　　　　　　　　　　　　　
  Hikaru Hashimoto; Shin Hatakeyama; Shuuitu Tanaka
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：85, 号：6, 開始ページ：436, 終了ページ：436, 2010年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000290243200158
• ATM and ATR homologes of Neurospora crassa are essential for normal cell growth and maintenance of chromosome integrity　　　　　　　　　　　　　　　
  Michiyoshi Wakabayashi; Chizu Ishii; Shin Hatakeyama; Hirokazu Inoue; Shuuitsu Tanaka
  FUNGAL GENETICS AND BIOLOGY, 巻：47, 号：10, 開始ページ：809, 終了ページ：817, 2010年10月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.fgb.2010.05.010
  DOI ID：10.1016/j.fgb.2010.05.010, ISSN：1087-1845, eISSN：1096-0937, Web of Science ID：WOS:000281999900003
• Deletion of a Novel F-Box Protein, MUS-10, in Neurospora crassa Leads to Altered Mitochondrial Morphology, Instability of mtDNA and Senescence　　　　　　　　　　　　　　　
  Akihiro Kato; Kiminori Kurashima; Michael Chae; Satoshi Sawada; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka; Hirokazu Inoue
  GENETICS, 巻：185, 号：4, 開始ページ：1257, 終了ページ：1269, 2010年08月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1534/genetics.110.117200
  DOI ID：10.1534/genetics.110.117200, ISSN：0016-6731, eISSN：1943-2631, Web of Science ID：WOS:000281907700011
• High efficient gene targeting on the AGAMOUS gene in an Arabidopsis AtLIG4 mutant　　　　　　　　　　　　　　　
  Shuuitsu Tanaka; Chizu Ishii; Shin Hatakeyama; Hirokazu Inoue
  BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS, 巻：396, 号：2, 開始ページ：289, 終了ページ：293, 2010年05月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2010.04.082
  DOI ID：10.1016/j.bbrc.2010.04.082, ISSN：0006-291X, Web of Science ID：WOS:000278658000019
• The role of Neurospora crassa pnk gene in repair of alkylated DNA damage　　　　　　　　　　　　　　　
  Hikaru Hashimoto; Shin Hatakeyama; Hirokazu Inoue; Shuuitsu Tanaka
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：84, 号：6, 開始ページ：438, 終了ページ：438, 2009年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000277071300025
• Research of DNA Damage repair pathways induced by ion beam　　　　　　　　　　　　　　　
  Liqiu Ma; Shuuitsu Tanaka; Hirokazu Inoue; Yusuke Kazama; Hiroyuki Ichida; Tomoko Abe; Shin Hatakeyama
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：84, 号：6, 開始ページ：462, 終了ページ：462, 2009年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000277071300118
• Two mechanisms related to genome stabilization of Neurospora crassa　　　　　　　　　　　　　　　
  Wakabayashi Michiyosh; Nobuyuki Saijyo; Shin Hatakeyama; Hirokazu Inoue; Shuuitsu Tnaka
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：84, 号：6, 開始ページ：437, 終了ページ：437, 2009年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000277071300024
• Neurospora crassa mus-16 gene encodes Saccharomyces cerevisiae Rtt109 homolog　　　　　　　　　　　　　　　
  Shin Hatakeyama; Inamori Atsuko; Yokoyama Mika; Han Yunxia; Tanaka Shuuitsu; Inoue Hirokazu
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：83, 号：6, 開始ページ：480, 終了ページ：480, 2008年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000265228400011
• Novel gene of which mutation causes the hyphal growth defect, encodes the F-box protein in Neurospora　　　　　　　　　　　　　　　
  Kiminori Kurashima; Akihiro Kato; Satoshi Sawada; Shin Hatakeyama; Shuuitsu Tanaka; Hirokazu Inoue
  GENES & GENETIC SYSTEMS, 巻：83, 号：6, 開始ページ：480, 終了ページ：480, 2008年12月
  英語
  ISSN：1341-7568, eISSN：1880-5779, Web of Science ID：WOS:000265228400012

• 菌類の事典　　　　　　　　　　　　　　　
  日本菌学会, ［分担執筆］, 遺伝的組換え、RIP
  朝倉書店, 2013年10月
  日本語, 総ページ数：xv, 717p, 図版16p
  CiNii Books：http://ci.nii.ac.jp/ncid/BB13962148
  ISBN：9784254171471, CiNii Books ID：BB13962148
• Neurospora: Genomics and Molecular Biology　　　　　　　　　　　　　　　
  Durgadas P. Kasbekar; Kevin Mccluskey, ［分担執筆］
  Caister Academic Press, 2013年01月
  総ページ数：294
  ISBN：1908230126
• 再生医療工学の技術 (CMCテクニカルライブラリー)　　　　　　　　　　　　　　　
  筏, 義人
  シーエムシー出版, 2007年09月
  日本語, 総ページ数：251
  CiNii Books：http://ci.nii.ac.jp/ncid/BA83168881
  ISBN：4882319373, ASIN：4882319373, EAN：9784882319375, CiNii Books ID：BA83168881
• アカパンカビにおける除去修復系の解析　　　　　　　　　　　　　　　
  畠山, 晋
  畠山晋, 1998年03月
  日本語, 総ページ数：1冊
  CiNii Books：http://ci.nii.ac.jp/ncid/BA40730749
  CiNii Books ID：BA40730749

• 2005年04月 - 現在
  微生物学, 埼玉大学
• 2006年04月 - 2020年03月
  遺伝学, 東京電機大学
• 2005年09月 - 2020年03月
  応用微生物学, 東京電機大学

• 2010年10月 - 現在, アメリカ微生物学会
• 2005年04月 - 現在, 糸状菌分子生物学コンファレンス
• 2005年04月 - 現在, 米国遺伝学会
• 2005年04月 - 現在, 日本遺伝学会

• 早期に細胞死をもたらす突然変異のミトコンドリアDNA欠失生成のメカニズム　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 2008年 - 2010年
  井上 弘一; 田中 秀逸; 畠山 晋, 埼玉大学
  配分額（総額）：4810000, 配分額（直接経費）：3700000, 配分額（間接経費）：1110000
  アカパンカビmus-10変異株はDNAのアルキル化剤であるMMSに対する高感受性株として単離された。変異原に高感受性を示すことからmus-10はDNA修復に関わることが予想されたが、その詳細は明らかではない。解析を進める中でこの株は数回の植継ぎで成長を停止し、それに伴ってミトコンドリアDNAに欠失が生じることが分かった。また、ミトコンドリア形態は野生株が管状であるのに対しmus-10変異株では粒状であった。原因遺伝子はF-box ドメインをもつタンパク質をコードしており、MUS-10タンパク質の機能にF-boxドメインは必須であることからユビキチン/プロテアソーム系を介したタンパク質分解経路で働くことが示唆された(Kato et al. 2010)。
  MUS-10の機能をさらに解析するため、ミトコンドリア形態に注目し研究を行った。mus-10変異株ではミトコンドリアが断片化していたため、ミトコンドリアの融合がうまくいかない、もしくは、分裂が亢進していることが考えられる。ミトコンドリアの分裂に必須な遺伝子であるfis-1とmus-10の二重欠損株を作製した結果、二重欠損株ではミトコンドリア形態が野生株と似た形状を示しただけでなく、変異原高感受性や生育の早期停止もみられなくなった。このことはMUS-10タンパク質がミトコンドリア形態の維持に機能することにより、変異原高感受性や短寿命を防いでいることを示唆する。MUS-10はタンパク質分解経路で働き、分解される標的タンパク質と結合することが予想される。そのため、MUS-10と既知のミトコンドリア形態制御因子との結合をみた結果、ミトコンドリアの融合に関わるFZO-1と結合することが明らかとなった。FZO-1がMUS-10の分解の標的となっているかを調べるため、二重欠損株の作製を試みたが、fzo-1欠損株を作製することが出来ず、fzo-1は生育に必須である可能性が高い。また、mus-10変異株においてFZO-1を構成的に発現させることを試みた。
  MUS-10がFZO-1の分解に働くのであれば、mus-10変異株ではFZO-1が蓄積しており、構成的に発現させることにより表現型の悪化がみられることが予想される。しかし、構成的なFZO-1の発現によりmus-10のミトコンドリア形態の異常、変異原高感受性、生育の早期停止がみられなくなった。以上より、MUS-10のミトコンドリア形態維持機構にはより複雑な仕組みがあることが示唆される。
  課題番号：20570001
• 効率的遺伝子ターゲッティングのための糸状菌における宿主の開発　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 2006年 - 2007年
  井上 弘一; 田中 秀逸; 畠山 晋; 五味 勝也; 阿部 啓悦, 埼玉大学
  配分額（総額）：9420000, 配分額（直接経費）：8400000, 配分額（間接経費）：1020000
  多くの生物でゲノム解読が進み、コンピューターによる遺伝子のアノテーションが行なわれているが、遺伝子の機能を知るには知りたい遺伝子を破壊して突然変異株を得ることが最も確実な方法である。そこで、多くの生物では本来生物が持っている相同組換え機構を利用し、細胞外から破壊したい遺伝子と相同部分を持つDNAを導入し、相同部分での組み換えにより遺伝子を破壊する方法が試みられてきた。しかしながら、多くの場合DNAは相同部分以外にランダムにゲノムに挿入されてしまう。我々は、ランダムに組み込まれる際に必要なタンパク質を作っている遺伝子(KU70およびKU80)を破壊することで100%相同部分に組み込むことに成功した。本研究では(1)KU以外の非相同組換えに関わる遺伝子を破壊し、ターゲット効率を更に上げること、(2)アカパンカビでこれまで試みてきた方法が他の糸状菌で同じ様に使えるかどうかの2点にしぼって研究を行った。その結果(1)KU以外でヒトのLig4ホモログ遺伝子やXRCC4ホモログ遺伝子を破壊しても高い率でターゲットができることを確認した。また(2)コウジ菌でもアカパンカビと同様に、LigD破壊株で効率のターゲットができることがあきらかになった。これからはこの方法を使用し自由に細胞内の遺伝子の改変ができるため、これらの結果の意味するところは極めて大きい。キノコについても同じ様に実験が行なわれたが、予想のできなかった困難のため、さらにここしばらくの実験が必要である。しかしながら基本的にはこの方法が有効であると思われるため引き続き実験を行なって行く予定である。現在、アカパンカビおよびコウジカビではこの方法をもとにしたシステマティックな遺伝子破壊が行なわれている。
  課題番号：18370001
• 担子菌の標的遺伝子を高効率かつ高選択性をもって破壊する方法の開発　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 萌芽研究, 萌芽研究, 2005年 - 2006年
  畠山 晋; 井上 弘一, 埼玉大学
  配分額（総額）：3400000, 配分額（直接経費）：3400000
  1.Phanerochaete chrysosporiumのおける非相同末端結合関連遺伝子のクローニング
  平成17年度において、非相同末端結合に関わる遺伝子をゲノムデータベースを用いて探索したところ、K70、K80、Lig4のホモログの存在が明らかとなった。この遺伝子を含むゲノムDNAのクローニングをPCR法によって行なった。現在、下で述べるマーカーをこの遺伝子の読み枠に挿入し、相同的組み換えによる遺伝子破壊のためのコンストラクトを作製している。
  2.遺伝子導入ベクターの開発
  Phanerochaete chrysosporiumにおいて構成的に発現している、GPD遺伝子(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)のプロモーター領域とターミネーター領域をクローニングし、これらによってハイグロマイシン耐性遺伝子の構造遺伝子を挟み込んだコンストラクトを作製した。このDNA断片をマーカー遺伝子として用い、遺伝子破壊のためのマーカー、および、遺伝子導入方法の最適化のための形質転換実験に用いた。
  3.遺伝子導入方法の検討
  3-1 コロニー形成培地の検討
  Phanerochaete chrysosporiumの遺伝子導入を確認するために、容易に観察できるコロニーを形成できる培地の組成を検討した。その結果として、糸状菌の最小培地として用いられるVogelの培地をベースにした培地が良好なコロニーを形成した。さらにソルボースとトリプトンの濃度を最適化した。また、薬剤耐性の選択において用いるハイグロマイシンの濃度も最適化し、形質転換体を選択するための培地条件の最適化に成功した。
  3-2 電気穿孔法による遺伝子導入の最適化
  担子菌の遺伝子導入において一般的ではない電気穿孔法の条件を最適化した。アカパンカビにおける電気穿孔法の条件から、電圧、抵抗を段階的に変化させて遺伝子導入の最適条件を探索した。また、Phanerochaete chrysosporiumの分生子の発芽時間と菌糸細胞壁の再生時間がリンクするという予想のもとに復帰培養に要する時間の検討も行なった。その結果として、電気穿孔法による遺伝子導入から復帰培養についての最適時間を決定することができた。
  課題番号：17651110