タバコ培養細胞の代謝工学

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555258
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 新名 惇彦 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (30029235)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀧原 孝宣 株式会社 伊藤園, 中央研究所, 研究主事 ; 角田 隆巳 株式会社 伊藤園, 中央研究所, 第一研究室長 ; 関根 政実 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (70226653) ; 吉田 和哉 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教授 (50252622)
• Keywords: タバコ細胞 / 高発現プロモーター / 対数増殖期 / 増殖停止期 / 熱ショックプロモーター / シロイヌナズナ / 転写因子 / テアニン

Research Abstract

1)タバコ細胞の高発現プロモーターの検索
対数増殖期にmRNA濃度が高く、ゲノム上のコピー数が少ない遺伝子はプロモーター活性が高いと考え、候補となるcDNAクローンを3個得た。塩基配列から、F1-ATPaseδサブユニット、翻訳伸長因子1-a、および未知の遺伝子であった。一方、物質生産は細胞の高密度培養が実用的である。この観点から増殖停止期に高発現させるプロモーターも有効であると判断され、対数増殖期と増殖停止期のmRNAに由来するcDNAのdifferential screeningを行い、停止期に高発現している遺伝子のcDNAクローンを3個得た。これらはエクステンシン、アルコールデヒドロゲナーゼ、ペクチンエステラーゼ遺伝子であった。各cDNAの5′末端領域をプローブにゲノムの5′上流断片をクローニングした。次年度には各断片のプロモーター活性を評価する。
2)熱ショックプロモーターの解析
シロイヌナズナの熱ショック遺伝子、HSP18.2のプロモーターはタバコの培養温度を28℃から37℃へのシフトで転写量が1000倍上昇し、温度制御による遺伝子発現に有効であった。今年度は本プロモーターの熱ショック要素に結合する転写因子の単離を行った。タバコ細胞より2種の転写因子のcDNAを得た。詳細な培養制御には今後転写因子の特性の解明が重要である。
3)テアニン合成酵素の精製
タバコ培養細胞で茶の有効成分、テアニンの生産を目的とし、茶培養細胞からまずテアニン合成酵素の精製を行っている。まだHPLCによる活性測定条件、酵素の安定化条件を把握した段階であるが、早急に精製、アミノ配列決定を完成させ、cDNAクローニングに入る予定である。

Research Products

• [Publications] K.Yoshida A.Shinmyo 他: "Heat-inducible expression system for a foreign gene in cultured Tobacco cells using the HSP18.2 promoter of Arabidopsis thaliana" Appl Microbiol Biotechnol. 44. 466-472 (1995)
• [Publications] 吉田和哉,新名惇彦 他: "植物における外来遺伝子発現システムの構築を考えたプロモーター解析" 植物組織培養. 12. (1995)