| Project/Area Number |
23K21247
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| Project/Area Number (Other) |
21H02313 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松田 怜 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20547228)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富士原 和宏 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30211535)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 植物利用型有用タンパク質生産 / 環境制御 / 一過性遺伝子発現法 / ワクチン抗原 / ベンサミアナタバコ / 小胞体ストレス / ヘマグルチニン / GFP |
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| Outline of Research at the Start |
植物にワクチン抗原などの有用タンパク質の遺伝子を後天的に導入して、一過的に発現させる一過性遺伝子発現法は、有用タンパク質の迅速・大量生産法として注目されている。本研究では、有用タンパク質生産量を高めるための栽培環境制御を高度化することを目指して、植物の栽培環境が有用タンパク質生産量に及ぼす影響の生理的メカニズムの解明と、植物葉内の有用タンパク質含量のモニタリングに基づく動的環境制御の開発を行なう。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、一過性遺伝子発現法を用いた植物利用型有用タンパク質生産において、有用タンパク質生産量を高めるための栽培環境制御をさらに高度化することを目指して、植物の栽培環境が有用タンパク質生産量に及ぼす影響の生理的メカニズムの解明と、植物葉内の有用タンパク質含量のリアルタイムモニタリングに基づく動的環境制御の開発を行なう。
（1）発現目的タンパク質としてインフルエンザヘマグルチニン（HA）を用いて、遺伝子導入後の気温がHAの生合成および分解に影響を及ぼすと考えられる各種因子について、関連遺伝子のmRNAレベルのデータを総合的に考察した。特に高温下でのHA分解について一定の知見が得られたため、成果を取りまとめて、投稿論文の準備を進めた。（2）開放型同化箱法を用いて、遺伝子導入後の個体群ガス交換速度を計測し、減圧浸潤処理～遺伝子導入～転写・翻訳の過程に伴う植物の光合成ガス交換へのストレスの影響を定量化し、それぞれの過程が乾物生産に及ぼすインパクトについて考察した。（3）発現目的タンパク質としてHAおよび緑色蛍光タンパク質（GFP）を用いて、遺伝子導入前の明期の異なる条件で栽培した、生育程度の異なるベンサミアナタバコについて、遺伝子導入時の各種生理的・形態的パラメータと導入後に生産される発現目的タンパク質量との関係を調べた。HAとGFPとで、その生産量に影響を及ぼす遺伝子導入時点でのパラメータが異なることが示唆された。今後、さらに詳細な検討を進める予定である。（4）これまでに開発した葉内GFP含量をリアルタイムで推定可能なシステムのプロトタイプについて、仕様や推定精度等の情報を整理し、投稿論文として取りまとめて公表した。
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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
特段の不測の事態なく、研究計画調書および本年度の交付申請書に記載した研究実施計画にしたがって研究が進展しており、また得られた成果の公表も予定どおり行なってきているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
「遺伝子導入後の植物に生じるストレスの実態および環境制御による緩和効果の機構解明」では、気温以外の環境要素に着目した解析を進めるとともに、遺伝子発現、生理状態、光合成ガス交換など、多角的な観点からストレスレベルの定量を検討する。「有用タンパク質生産量に関わる遺伝子導入前の植物体内資源物質の探索」では、候補物質の探索に向けた網羅的解析について検討し、実際に解析に着手する。
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