| Project Area | Natural Products Biology: Physiological significance of plant secondary metabolites |
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| Project/Area Number |
24H00878
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
瀬戸 義哉 明治大学, 農学部, 専任准教授 (40620282)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榎元 廣文 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (30609392)
西山 康太郎 明治大学, 農学部, 助教 (40803218)
今井 亮三 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, エグゼクティブリサーチャー (90291913)
佐藤 修正 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70370921)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
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| Budget Amount *help |
¥34,190,000 (Direct Cost: ¥26,300,000、Indirect Cost: ¥7,890,000)
Fiscal Year 2025: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Fiscal Year 2024: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
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| Keywords | 天然物 / 根寄生植物 / フェニルエタノイド配糖体 / 根寄生雑草 / ヤセウツボ / アクテオシド / オラポシド |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、根寄生雑草が体内に高蓄積しているフェニルエタノイド配糖体型天然物の生物学的意義の解明に取り組む。また、その目的を達成するために、根寄生雑草のゲノム編集法の確立という挑戦的な課題にも取り組む。天然物の知られざる生物学的意義を明らかにすることを目的とする本領域においても極めて重要な位置づけの研究課題と言える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
根寄生雑草は、他の植物の根に寄生し、水や養分を奪い取って生育する植物である。アフリカ等の地域では農地に侵入し、作物にも寄生し、大きな農業被害をもたらしている。国内では、ヤセウツボと呼ばれる外来種が様々な地域で生育しており、潜在的脅威となっている。このヤセウツボは、二次代謝産物として、アクテオシド、オラポシドといったフェニルエタノイド配糖体を極めて高い含量で蓄積している。しかしながら、根寄生植物がどういった生物学的意義で、これらの代謝物を生産しているのか、その意義についてはほとんど明らかになっていない。本計画班研究では、これらフェニルエタノイド型天然物の生物学的意義の解明に向けて、初年度は、本分子の生合成遺伝子の同定を進めてきた。結果的に、本化合物の主骨格を形成するために必要な配糖化酵素に加えて、アシル基転移酵素について、少なくとも試験管内での酵素活性として、目的の活性を有するものを見出すことに成功した。さらに、これらの生合成遺伝子の発現解析も行っており、発芽の過程においてこれらの分子の生合成が一過的に促進されることも見出している。さらに、今後、領域で掲げる「天然物編集」を適用して、生物学的意義の解明に迫ることを目的に、上記のアシル基転移酵素に対する阻害剤の探索を開始した。現在までに試験管内で、本酵素に対する阻害活性を有する化合物を一つ見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り、初年度は、生合成遺伝子の探索を進めてきた。結果的に、アクテオシドの骨格形成に関わる酵素遺伝子3つを見出している状況である。加えて、生物学的意義の解明に向けて、生合成遺伝子の発現解析から興味深い発現パターンを示すことが明らかになってきてる。よって、おおむね当初の計画通りに進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度は、当初の計画通りに主要な生合成遺伝子を見出すことに成功している。一方で、当初予定していたゲノム編集法の構築に関しては、予定していた方法での実施が困難であることが分かってきたため、新たにパーティクルガン法を用いた手法を利用することを検討している。本研究を実施するために新たな研究分担者にも参画頂いた。また、フェニルエタノイド配糖体類が周囲の生物、特に土壌微生物に及ぼす影響を明らかにするために、土壌菌叢解析等も行っていくことを予定しており、このためにも、新たな研究分担者に参画頂いた。これにより、より円滑に研究を実施できることが期待される。
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