2017 Fiscal Year Annual Research Report
Rac-GTPases as a key functional protein for activation of plant secondary metabolism
| Project/Area Number |
15K07990
|
|---|
| Research Institution | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
黒崎 文也 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 教授 (70143865)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 康夫 富山県立大学, 工学部, 教授 (20254237)
荻田 信二郎 県立広島大学, 生命環境学部, 教授 (50363875)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 有用物質生産 / 植物二次代謝 / 遺伝子組み換え植物 / Rac-GTPase |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
Aquilaria microcarpaは微生物の感染や機械的傷害などの外部刺激を受けた際、心材が「沈香」と呼ばれる比重の重い樹脂状組織へと変化し、同時にδ-guaieneをはじめとする様々な芳香性セスキテルペンの生合成活性を発現することが知られている。これまでの一連の研究によってA. microcarpa培養細胞での改変Rac-GTPaseの過剰発現によって潜在的な二次代謝能であるδ-guaiene 生成を確認し、また、大腸菌内での生合成系再構築による物質生産系の確立にも取り組んできた。
これらの知見を基に、29年度の実験ではより高効率な生物合成系の構築を目指してタバコ培養細胞BY2株を宿主とするδ-guaiene生産系の構築を試みた。発現ベクターとしてpRI201-ONを用い、その二つのクローニングサイトにδ-guaiene synthase遺伝子(GS)とfarnesyl diphosphate synthase遺伝子（FPS）をそれぞれ組み込みBY2の形質転換を行った。その結果、GSのみの発現では0.2 mg δ-guaiene/L cultureの低い産生能しか見られなかったのに対して、FPSとGSを共発現させた組み換え体では4.5-11.8倍程度のδ-guaiene生成量の増加がみられた。FPS/GS共発現体の中で最も生産性が高かった株についてエアリングの上昇を施したところ、δ-guaiene 量は5.9 mg から102 mg/L cultureへと飛躍的に上昇した。更に、前駆体としてメバロノラクトンを添加したところ428 mg/L cultureという高生産性を示した。このように、テルペンサイクラーゼとFPS遺伝子をタバコBY2細胞で共発現させることによって高効率なδ-guaiene生産プラットフォームを構築することができた。
|
Research Products
(10 results)
