| Project/Area Number |
23K06178
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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 47050:Environmental and natural pharmaceutical resources-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
吉本 尚子 千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (10415333)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 生合成 / 遺伝子 / 天然薬用資源 / 植物 / 含硫黄成分 / 含硫成分 |
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| Outline of Research at the Start |
ヒガンバナ科のネギ属やツルバギア属、ノウゼンカズラ科のニンニクカズラ属等の薬用植物が生産するシステインスルホキシド誘導体（CSOs）は、癌や循環器系疾患の予防や改善に役立つ機能性含硫黄成分である。本研究では、これら薬用植物が有する遺伝子群の配列情報や成分プロファイルの生物情報学的解析と分子生物学的・生化学的手法による遺伝子機能解析に基づき、CSOsの生合成に関与する遺伝子群を探索する。得られた知見を用いて、含硫黄成分の異種生物生産系の開発や基原植物の含硫黄成分生産能の人為的改変を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
システインスルホキシド誘導体（CSOs）は、ヒガンバナ科ネギ属およびツルバギア属、ノウゼンカズラ科ニンニクカズラ属植物等の天然薬用植物資源が含有する機能性含硫黄成分である。本研究では、これらの植物におけるCSOs生合成のゲノム基盤を解明し有効利用することを目的として、ディープ・トランスクリプトームデータやゲノムデータの生物情報学的解析によりCSOs生合成に関わる酵素遺伝子群を同定し、in vitro、in planta、in vivo解析系を用いてCSOs生合成における機能を解析する。得られた知見は、合成生物学的な手法によるCSOs生合成システムの合理的再構築と化学的多様性のエンジニアリングや、ゲノム編集による基原植物のCSOs生合成能の改変に応用する。令和５年度に行った研究内容は以下のとおりである。１．ネギ属植物を中心に、内的・外的環境因子（細胞の分化・脱分化、病傷害シグナル伝達物質等）によるCSOs生合成への影響を解析した。２．推定生合成基質、推定生合成経路阻害剤、硫黄のアナログ元素であるセレンをネギ属植物やそのカルスに投与した結果、ネギ属植物のCSOsの生合成経路は従来提案されていた推定経路とは一部異なる可能性が示された。３．前項１および２の結果とディープ・トランスクリプトームデータ、さらに利用可能な植物については公開ゲノム配列を利用して、推定CSOs生合成酵素遺伝子を探索した。CSOs生合成に関わる可能性が特に高いと考えられる遺伝子については、翻訳領域全長を含むcDNAのクローニングを進めた。
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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
内的・外的環境因子によるCSOs生合成への影響や、CSOs生合成経路の解析を行い、新規の知見を得ることができた。また、ディープ・トランスクリプトームデータやゲノムデータの生物情報学的解析によりCSOs生合成に関わる酵素遺伝子群を探索した。それらのうち特にCSOs生合成に関わる可能性が高いと判断された遺伝子については、翻訳領域全長を含むcDNAのクローニングを行った。このため、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和６年度は、令和５年度に引き続き、推定CSOs生合成酵素遺伝子の探索とcDNAクローニングを進める。クローニングした遺伝子については、順次、機能解析を進める。また、令和５年度の研究結果から、CSOs生合成経路についてはさらに検討が必要と考えられるので、令和６年度も引き続き検討する。
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