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イソキノリンアルカロイド生合成系における転写因子ネットワークの解析

Research Project

Project/Area Number 10J05542
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

山田 泰之  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordsbHLH / WRKY / LC-MS/MS / イソキノリンアルカロイド / 転写制御 / オウレン / ハナビシソウ / MYC2 / CjbHLH1 / CjWRKY1 / 遺伝子発現調節
Research Abstract

1.ベルベリン生合成系の新規遺伝子発現調節因子、新規転写因子の探索のために、GFP抗体を用いた共免疫沈降(Co-IP)、ならびにLC-MS/MS解析により転写因子の相互作用因子の同定を試みた。その結果、調節因子や転写因子のようなタンパク質は同定されなかったが、CjbHLH1,CjWRKY1ともに翻訳後修飾による制御を受けている可能性が示唆された。一方、ESTの再アノテーションとce11 1ine間での発現比較、さらに二本鎖RNAを用いた一過的RNAiスクリーニングを行ったが、新たな転写因子を得るにはいたらなかった。
2.sGFP-CjbHLH1を導入したハナビシソウ培養細胞株を複数ライン確立し、ゲノムPCRやqRT-PCR解析、および抗CjbHLH1抗体を用いたウェスタン解析を行い、形質転換体におけるsGFP-CjbHLH1の発現を確認した。一方、サンギナリン生合成に関わる酵素遺伝子の発現量は、コントロールとの間に差は見られず、単独での過剰発現ではほとんど生合成系に影響が見られない可能性が示唆された。また、ハナビシソウCjbHLH1ホモログ、EcbHLH1の37bpRNAi発現抑制株も複数ライン確立し、抑制の強い株の選抜を進めている。
3.ジャスモン酸シグナル伝達系に関わるMYC2ホモログやJAZがベルベリン生合成系の制御に関わるかどうかを調べるために、オウレン、ハナビシソウからそれぞれMYC2遺伝子を、さらにオウレンから2つのJAZ遺伝子を単離し、これらの遺伝子の発現がMeJAに対して応答することを確認した。また、ce11 1ine間でのCjMYC2遺伝子の発現比較やハナビシソウ植物体におけるEcMYC2の組織別発現解析を行ったが、生合成酵素遺伝子の発現との相関は見られなかった。さらに、一過的RNAiによるCjMYC2の発現抑制の影響は一部の生合成酵素遺伝子に限定されており、その抑制効果もCjbHLH1に比べると低かった。また、CjbHLH1やCjwRKY1の発現量には全く影響が見られず、これらの因子は独立に制御を受けている可能性が示唆された。一方、CjJAZについては一過的過剰発現により生合成酵素遺伝子の発現量が減少していたことから、リプレッサーとして機能していることが示唆された。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2013 2012 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (11 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Transcription factors in alkaloid biosynthesis.2013

    • Author(s)
      Yasuyuki Yamada, Fumihiko Sato
    • Journal Title

      International Review of Cell & Molecular Biology

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] Isoquinoline alkaloid biosynthesis is regulated by a unique bHLH-type transcription factor in Coptis japonica2011

    • Author(s)
      Yasuyuki Yamada, et al
    • Journal Title

      Plant & Cell Physiology

      Volume: 52 Issue: 7 Pages: 1131-1141

    • DOI

      10.1093/pcp/pcr062

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Basic helix-loop-helix transcription factors and regulation of alkaloid biosynthesis2011

    • Author(s)
      Yasuyuki Yamada, et al
    • Journal Title

      Plant Signaling & Behavior

      Volume: 6 Issue: 11 Pages: 1627-1630

    • DOI

      10.4161/psb.6.11.17599

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イソキノリンアルカロイド生合成の発現制御に関わるCjWRKYlの機能解析2013

    • Author(s)
      山田泰之
    • Organizer
      日本農芸化学会2013仙台大会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城)
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional analysis of transcription fators in isoquinoline alkaloid biosynthesis2013

    • Author(s)
      Yasuyuki Yamada
    • Organizer
      The 10th International Student Seminar
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)
    • Year and Date
      2013-03-05
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ハナビシソウイソキノリンアルカロイド生合成系におけるbHLH型転写因子の機能解析2012

    • Author(s)
      山田泰之
    • Organizer
      第30回日本植物細胞分子生物学会生駒大会
    • Place of Presentation
      NAIST(奈良)
    • Year and Date
      2012-08-03
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] イソキノリンアルカロイド生合成系の発現制御に関わるbHLH型転写因子2012

    • Author(s)
      山田泰之
    • Organizer
      日本農芸化学会2012京都大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都)
    • Year and Date
      2012-03-23
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] イソキノリンアルカロイド生合成系を制御するbHLH型転写因子の機能解析2012

    • Author(s)
      山田泰之
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      京都産業大学(京都)
    • Year and Date
      2012-03-16
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Isolation and characterization of basic helix-loop-helix type transcription factor in isoquinoline alkaloid biosynthesis2012

    • Author(s)
      Yasuyuki Yamada
    • Organizer
      The 10th International Student Seminar
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)
    • Year and Date
      2012-03-05
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] オウレンイソキノリンアルカロイド生合成系における2種類の転写因子の解析2011

    • Author(s)
      山田泰之
    • Organizer
      第29回日本植物細胞分子生物学会福岡大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2011-09-08
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] FUNCTIONAL ANALYSIS OF TRANSCRIPTION FACTORS IN ISOQUINOLINE ALKALOID BIOSYNTHESIS2011

    • Author(s)
      Yasuyuki Yamada
    • Organizer
      American Society of Pharmacognosy Annual Meeting 2011 in San Diego
    • Place of Presentation
      Paradise Point Resort & Spa (San Diego, USA)
    • Year and Date
      2011-07-31
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional analysis of bHLH transcription factor in isoquinoline alkaloid biosynthesis2011

    • Author(s)
      Yasuyuki Yamada, et al.
    • Organizer
      The 9^<th> International Student Seminar
    • Place of Presentation
      Kyoto University (Kyoto)
    • Year and Date
      2011-03-08
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] イソキノリンアルカロイド生合成系を制御するbHLH型転写因子、CjbHLH1の機能解析2011

    • Author(s)
      山田泰之, 他
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(震災に伴い開催中止、講演要旨集発行)
    • Year and Date
      2011-03-05
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] イソキノリンアルカロイド生合成系におけるbHLH型転写因子の機能解析2010

    • Author(s)
      山田泰之, 他
    • Organizer
      日本植物細胞分子生物学会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台)
    • Year and Date
      2010-09-03
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Book] Plant Secondary Metabolism Engineering Methods and Applications, Methods in Molecular Biology 643 Edited by Arthur Germano Fett-Neto2010

    • Author(s)
      Yasuyuki Yamada, et al.
    • Total Pages
      339
    • Publisher
      Humana Press
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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