メキシコイトスギ培養細胞におけるヒノキチオール生成経路と関与する酵素

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15780127
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 藤田 弘毅 九州大学, 大学院・農学研究院, 助手 (90264100)
• Keywords: ヒノキチオール / beta-thujaplicin / Cupressus lusitanica / テルペン生合成 / 植物組織培養 / 共役七員環 / マクロアレイ法

Research Abstract

ヒノキチオール生合成に関わると思われる遺伝子(酵素)を二つの手法で得ることを試みた。
計画調書に記載したごとく、本研究者はテルペンシンターゼによりゲラニル二リン酸からテルピノレンを合成し、さらに修飾を受けてヒノキチオールが生産されると予想している。そこで、既知のテルペンシンターゼのcDNA配列を参考にホモロジーを用いたdegenerate RT-PCRにて対象遺伝子の断片を得て、これをもとにcDNAライブラリーからのテルピノレンシンターゼのスクリーニングを行った。RT-PCR産物のDNA配列は従来のテルペンシンターゼに十分なホモロジーを持っていたので、これをプローブとして用い、現在までにいくつかの有望なクローンが得られた。このクローンについては、これらを異種発現させることでこの酵素の詳細を調べる。また、このテルピノレンシンターゼの酵素活性は、通常の培養条件下の細胞ではほとんど見られず、エリシターの刺激によって初めて活性が現れることがわかった。そこで、エリシターによって誘導されるmRNAがヒノキチオール生産関連遺伝子であろうと予想し、マクロアレイ法による発現遺伝子の検索を行った。エリシテーションを行った細胞のcDNAライブラリーを作成し、これに対してエリシテーション前後の細胞のmRNAをプローブとして発現に増減の見られるmRNAを検索した。その結果、エリシテーションにより増加する48のクローンが得られた。また、いくつかの活性が減少するクローンもあった。現在これらのクローンのDNA配列の決定作業をしており、エリシテーション関連シグナリング経路の情報とともにヒノキチオール生産酵素の候補となるクローンが得られると期待される。

Research Products

• [Publications] Zhao J et al.: "Involvement of cAMP signaling in elicitor-induced phytoalexins accumulation in Cupressus lusitanica cell cultures"New phytologist. 161,3. 723-773 (2004)
• [Publications] Matsunaga et al.: "Monoterpenes produced by Cupressus lusitanica cultured cells including a novel monoterpene (1s,2S,6S)-(+)-1,6-epoxy-4(8)-p-menthen-2-ol"Natural product research. 17,6. 441-443 (2003)