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• The effect of Aspergillus luchuensis pectin methylesterase genes pmeA and pmeB on methanol production in sweet potato shochu.

  Mizutani O, Kakizono D, Takahashi T, Mukai N, Fukuda H, Yamada O

  Bioscience, biotechnology, and biochemistry ( Bioscience, Biotechnology and Biochemistry )  87 ( 7 ) 777 - 785   2023年06月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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    PubMed

• 全ゲノム情報を用いた黒麹菌Aspergillus luchuensisの系統解析—Phylogenetic analysis of Aspergillus luchuensis strains based on whole genome analysis

  塚原 正俊, 東 春奈, 水谷 治, 山田 修, 外山 博英

  日本醸造協会誌 / 日本醸造協会, 日本醸造学会 [編]   117 ( 6 ) 413 - 421   2022年06月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（その他学術会議資料等）

• Preparation and Crystal Structure Analysis of High-Strength Film Derived from Nigeran Ester Derivatives

  Togo Azusa, Uechi Keiko, Mizutani Osamu, Kimura Satoshi, Iwata Tadahisa

  Journal of Fiber Science and Technology ( 一般社団法人 繊維学会 )  78 ( 8 ) 126 - 132   2022年 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  <p>Nigeran (<i>α</i>-1,3-<i>alt</i>-<i>α</i>-1,4-glucan) is a linear glucan with alternating <i>α</i>-1,3- and <i>α</i>-1,4-glycosidic linkages. It is extracted from the cell walls of certain species in the genera <i>Aspergillus</i> and <i>Penicillium</i>. Nigeran can be esterified and used as a film, but its strength is only approximately 4–25 MPa. However, in the present study, high-strength nigeran ester films with tensile strengths of 100 MPa were successfully prepared by thermally stretching and annealing the melt-quenched films. Two-dimensional wide-angle X-ray diffraction (2D-WAXD) analysis revealed that the highly oriented films of nigeran butyrate (NGBu), nigeran valerate (NGVa), and nigeran hexanoate (NGHx) studied herein had two-fold helix symmetry along the molecular axis. Assuming the crystal systems to be orthorhombic, the unit lattice of each ester was calculated as NGBu (<i>a</i>=28.6Å, <i>b</i>=9.07Å, <i>c</i>=16.5Å), NGVa (<i>a</i>=31.5Å, <i>b</i>=9.07Å, <i>c</i>=16.2Å), and NGHx (<i>a</i>=36.7Å, <i>b</i>=9.07Å, <i>c</i>=16.2Å). In the calculated unit lattice parameters, only the <i>a</i>-axis was extended as the number of ester carbons increased.</p>

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    CiNii Research

• Identification of Genes Involved in the Synthesis of the Fungal Cell Wall Component Nigeran and Regulation of Its Polymerization in Aspergillus <i>luchuensis</i>.

  Uechi K, Yaguchi H, Tokashiki J, Taira T, Mizutani O

  Applied and environmental microbiology   87 ( 21 ) e0114421   2021年10月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Certain Aspergillus and Penicillium spp. produce the fungal cell wall component nigeran, an unbranched D-glucan with alternating α-1,3- and α-1,4-glucoside linkages, under nitrogen starvation. The mechanism underlying nigeran biosynthesis and the physiological role of nigeran in fungal survival are not clear. We used RNA-seq to identify genes involved in nigeran synthesis in the filamentous fungus Aspergillus luchuensis when grown under nitrogen-free conditions. agsB, which encodes a putative α-1,3-glucan synthase, and two adjacent genes (agtC and gnsA) were upregulated under conditions of nitrogen starvation. Disruption of agsB in A. luchuensis (ΔagsB) resulted in the complete loss of nigeran synthesis. Furthermore, overexpression of agsB in an Aspergillus oryzae strain that cannot produce nigeran resulted in nigeran synthesis. These results indicated that agsB encodes a nigeran synthase. Therefore, we have renamed the A. luchuensis agsB as nigeran synthase gene (nisA). Nigeran synthesis in an agtC mutant (ΔagtC) increased to 121%; conversely, that in ΔgnsA and ΔagtCgnsA decreased to 64% and 63%, respectively, compared to that in the wild-type strain. Our results revealed that AgtC and GnsA play an important role in regulating not only the quantity of nigeran but also its polymerization. Collectively, our results demonstrated that nisA (agsB) is essential for nigeran synthesis in A. luchuensis, whereas agtC and gnsA contribute to the regulation of nigeran synthesis and its polymerization. This research provides insights into fungal cell wall biosynthesis, specifically the molecular evolution of fungal α-glucan synthase genes and the potential utilization of nigeran as a novel biopolymer. Importance The fungal cell wall is composed mainly of polysaccharides. Under nitrogen-free conditions, some Aspergillus and Penicillium spp. produce significant levels of nigeran, a fungal cell wall polysaccharide composed of alternating α-1,3-/1,4-glucosidic linkages. The mechanisms regulating the biosynthesis and function of nigeran are unknown. Here, we performed RNA sequencing of Aspergillus luchuensis cultured under nitrogen-free or low-nitrogen conditions. A putative α-1,3-glucan synthase gene, whose transcriptional level was upregulated under nitrogen-free conditions, was demonstrated to encode nigeran synthase. Furthermore, two genes encoding an α-glucanotransferase and a hypothetical protein were shown to be involved in controlling nigeran content and molecular weight. This study reveals genes involved in the synthesis of nigeran, a potential biopolymer, and provides a deeper understanding of fungal cell wall biosynthesis.

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    PubMed

• Expression profiles of amylolytic genes in AmyR and CreA transcription factor deletion mutants of the black koji mold Aspergillus luchuensis.

  Wataru Hashimoto, Hiraku Arai, Osamu Mizutani, Osamu Yamada, Takahiro Shintani, Katsuya Gomi

  Journal of bioscience and bioengineering   132 ( 4 ) 321 - 326   2021年06月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

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• 発酵・醸造の新展開

  水谷　治 ( 担当: 共著 , 担当範囲: コラム 9　「麹が焼ける」の原因因子を求めて) ( 担当: 共著 )

  株式会社エヌ・ティー・エス  2025年07月

• Genome Engineering via CRISPR-Cas9 System 1st Edition

  Arazoe T., Mizutani O. ( 担当: 共著 , 担当範囲: 5. Targeted genome editing using CRISPR-Cas9 system in fungi )

  Elsevier  2020年02月

MISC（その他業績・査読無し論文等） 【 表示 ／ 非表示 】

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• 黒麹菌細胞壁多糖ニゲラン合成関連酵素の機能解析とニゲラン応用研究への展望

  上地敬子, 平良東紀, 水谷　治

  応用糖質科学   15 ( 3 ) 190 - 1905   2025年11月

   

  DOI

• 芋焼酎のメタノール生成に関わる黒麹菌ペクチンメチルエステラーゼの同定

  水谷治

  バイオサイエンスとインダストリー（Ｂ＆Ｉ）   82 ( 2 ) 162 - 163   2024年02月

   

• Aspergillus luchuensis が生産するフェノール酸脱炭酸酵素は泡盛醸造中の4-ビニルグアヤコール生産において決定的な役割を果たす

  眞榮田 麻友美, 本底 麻綸, 渡嘉敷 建孝, 渡嘉敷 直杏, 水谷 治, 上地 敬子, 後藤 正利, 平良 東紀

  生物工学会誌 ( 公益社団法人 日本生物工学会 )  100 ( 2 ) 79 - 79   2022年02月

   

  DOI CiNii Research

• カビの細胞壁多糖ニゲランの合成酵素遺伝子の発見とバイオマスプラスチックへの応用

  上地敬子,都甲梓,岩田忠久,水谷治

  バイオサイエンスとインダストリー（Ｂ＆Ｉ）   80 ( 2 )   2022年02月

   

• 糸状菌のα-1,3-グルカン合成酵素

  水谷　治

  生物工学会誌   96 ( 6 ) 350 - 350   2018年06月

   

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研究発表等の成果普及活動 【 表示 ／ 非表示 】

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• Aspergillus japonicusがニゲランを高生産する要因の検討

  吉田嵩策，水谷 治，平良東紀，上地敬子

  第 24 回糸状菌分子生物学コンファレンス  2025年11月  -  2025年11月   

• 黄麹菌の遺伝子組換え時におけるradCの関与

  小和田鵬文，野間健志，山﨑鮎奈，森田ひづき，上元 優，渡嘉敷直杏，外山博英，水谷 治

  第 24 回糸状菌分子生物学コンファレンス  2025年11月  -  2025年11月   

• 細胞表層が異なる黄麹菌変異株を用いたニゲラン棘様構造の解析

  下地春好，菊池麻紀子，阿部多恵，與古田佳世，吉田嵩策，平田風子，阿部敬悦，外山博英，上地敬子，水谷 治

  第 24 回糸状菌分子生物学コンファレンス  2025年11月  -  2025年11月   

• マーカーリサイクリングを用いた黒麹菌 α-1,3-グルカン合成遺伝子群の多重破壊株造成について

  菊池麻紀子, 下地春好, 阿部多恵, 渡嘉敷直杏, 張 斯来, 五味勝也, 外山博英, 水谷 治

  第 77 回日本生物工学会大会  2025年09月  -  2025年09月   

• 黄麹菌ニゲラン生産株が有する棘様構造と細胞壁表層の関係について

  下地春好, 菊池麻紀子, 阿部多恵, 與古田佳世, 吉田嵩策, 平田風子, 阿部敬悦, 外山博英, 上地敬子, 水谷 治

  第 77 回日本生物工学会大会  2025年09月  -  2025年09月   

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特許等知的財産 【 表示 ／ 非表示 】

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• 新規グルカンおよびその製法

  特願 特願2006-225295  (1900年01月01日)

  特許 特許4595074  (1900年01月01日)

  阿部敬悦、水谷　治、五味勝也、長谷川史彦

• 抗カビ剤のスクリ−ニング方法

  特願 特願2005-070075  (1900年01月01日)

  阿部敬悦、古川健太郎、水谷　治、藤岡智則、長谷川史彦

• タンパク質を核内に導入する方法、およびその利用

  特願 特願2008-326681  (1900年01月01日)

  特許 特許5424301  (1900年01月01日)

  水谷　治、家藤治幸、藤井　力、正木和夫

• 新規酸性プロテアーゼ及びその用途

  特願 特願2010-189422  (1900年01月01日)

  特許 特許5757555  (1900年01月01日)

  水谷　治、饒　聖分、正木和夫、家藤治幸

科研費獲得情報 【 表示 ／ 非表示 】

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• ニゲラン生産株が有する棘様構造の産生メカニズムの解明とその意義について

  基盤研究(B)

  課題番号: 25K01937

  研究期間: 2025年04月  -  2029年03月 

  研究分担者: 上地敬子

  金額合計: 18,460,000（円）

• 麹菌のゲノム編集時における大規模欠失を介した DNA 修復機構に関する研究

  基盤研究(C)

  課題番号: 19K05952

  研究期間: 2019年04月  -  2022年03月 

  代表者: 水谷　治 

  直接経費: 3,400,000（円）  間接経費: 1,020,000（円）  金額合計: 4,420,000（円）

• 修復エラーを介したゲノム編集時に引き起こされる麹菌の大規模欠失機構の解明

  基盤研究(C)

  課題番号: 16K07706

  研究期間: 2016年04月  -  2019年03月 

  代表者: 水谷　治 

  直接経費: 3,800,000（円）  間接経費: 1,140,000（円）  金額合計: 4,940,000（円）

• 部位特異的組換え酵素の細胞内直接導入メカニズムの解明と人工ヌクレアーゼへの応用

  若手研究(B)

  課題番号: 25871247

  研究期間: 2013年04月  -  2016年03月 

  代表者: 水谷　治 

  直接経費: 3,300,000（円）  間接経費: 990,000（円）  金額合計: 4,290,000（円）

その他研究費獲得情報 【 表示 ／ 非表示 】

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• 泡盛と沖縄の発酵産業の持続的発展に向けた黒麹菌・紅麹菌・酵母に関する研究・教育拠点の形成

  研究費種類: 財団・社団法人等の民間助成金  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: 研究室助成

  研究期間: 2023年04月  -  2027年03月 

  代表者: 水谷 治  連携研究者: 平良東紀, 橘信二郎  資金配分機関: 公益財団法人発酵研究所

  金額合計: 20,000,000（円）

• 黒麹菌が複数の細胞壁 α-グルカンを有する生理的意義の解明

  研究費種類: 財団・社団法人等の民間助成金  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: 一般研究助成

  研究期間: 2023年04月  -  2025年03月 

  代表者: 水谷 治  資金配分機関: 公益財団法人発酵研究所

  直接経費: 3,000,000（円） 

• 製麹中における過剰な発酵熱発生メカニズムの解明

  研究費種類: 財団・社団法人等の民間助成金  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: 公益財団法人野田産業研究所「研究助成」

  研究期間: 2020年04月  -  2021年03月 

  代表者: 水谷　治  資金配分機関: 公益財団法人野田産業研究所

  直接経費: 2,000,000（円）  間接経費: 0（円）  金額合計: 2,000,000（円）

• メタノール低減化焼酎麴菌を用いた芋焼酎醸造研究

  研究費種類: 財団・社団法人等の民間助成金  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: 単式蒸留焼酎に係る委託調査研究

  研究期間: 2018年04月  -  2019年03月 

  代表者: 水谷 治  資金配分機関: 日本酒造組合中央会

  直接経費: 2,000,000（円）  間接経費: 0（円）  金額合計: 0（円）

• 酵素導入を用いた酵母の新規育種法開発に向けた基盤研究

  研究費種類: 財団・社団法人等の民間助成金  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: 研究助成

  研究期間: 2015年04月  -  2016年03月 

  代表者: 水谷 治  資金配分機関: 公益財団法人高木俊介パン科学技術振興財団

  直接経費: 1,000,000（円）  間接経費: 0（円）  金額合計: 0（円）

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学外の社会活動（高大・地域連携等） 【 表示 ／ 非表示 】

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• 泡盛鑑評会

  2024年09月