応用利用に向けたユーグレナにおけるパラミロン粒形態制御の分子機構解明
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21K05511
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
野村 俊尚 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (20722771)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松島 良 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80403476)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | ユーグレナ / パラミロン / 貯蔵多糖 / ゲノム編集 / パラミロン粒 / 形態形成 |
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| Outline of Research at the Start |
ユーグレナは、貯蔵多糖としてβ-1,3-グルカンの結晶であるパラミロン粒を蓄積する。パラミロン粒のサイズや個数、形状はユーグレナ種内で多様性を示し、これらを制御する何らかの機構が存在すると推察されるが、その実態は不明である。また、パラミロンは食品機能性成分やバイオプラスチックの原料として昨今注目されており、利活用の効率化につながるパラミロン粒サイズを制御する技術の開発ニーズも高まっている。そこで、ゲノム編集ベースの遺伝子スクリーニングなど独自開発した手法を駆使することで、ユーグレナにおけるパラミロン粒のサイズや個数、形状制御に関わる分子機構を明らかにすることを目的とした研究を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はまず、ユーグレナ(Euglena gracilis)におけるパラミロン粒の形態形成制御の分子メカニズムを明らかにする手がかりを得ることを目的として、パラミロン粒形成が誘導される初期のタイミングでの細胞試料を用いたRNAシークエンス解析を行なった。さらに、パラミロン粒形態の制御機構が遺伝子発現レベルでの制御に依らない可能性も想定し、ユーグレナより抽出したパラミロン粒試料を対象としたショットガンプロテオーム解析も併せて実施した。これらの解析により、本種のパラミロン粒形成に関与する可能性が想定される遺伝子候補群の絞り込み作業を取り進めた。
加えて、本研究の基盤となる技術をより盤石にするために、確立済みの高効率ゲノム編集法を基軸としたユーグレナを対象とした遺伝子改変技術のさらなる拡充にも着手し、新規の手法などを開発した。
一方、研究代表者の確立したゲノム編集技術をベースとした手法を用いることにより、パラミロン合成酵素をコードするGSL2遺伝子の発現抑制がパラミロンの含有量だけではなく、顆粒の形態にも影響を与えうることを見出した。従って、パラミロンの生合成レベルの調整が顆粒の形状制御に関与する可能性が示唆され、今後新たに着目すべき点として挙げられた。
上記の今年度における進捗により、本研究課題の基盤となる情報と実験技術の整備、および課題解決の手掛かりとなりうる知見を概ね収集することができたと考えている。
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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
コロナウイルス感染拡大により当該研究に用いる物品の入手などが滞る事態も生じたが、初年度の研究計画については概ね進めることが出来たと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に続き、候補遺伝子の絞り込み、および見出された候補遺伝子へのゲノム編集手法を用いた変異導入などを順次実施することにより、ユーグレナにおけるパラミロン粒形態形成に関わる因子の探索を取り進める。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
