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2016 Fiscal Year Research-status Report

コケ植物で機能する原始ジベレリン様成長制御物質の構造と生合成経路の解明

Research Project

Project/Area Number 16K18693
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

宮崎 翔  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (30755955)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsヒメツリガネゴケ / 天然物化学 / ジベレリン / 生合成
Outline of Annual Research Achievements

コケ植物の分化制御に関わるカウレン酸の代謝物質の同定と生合成経路を目的として、機器分析を用いた代謝産物の検出と生合成酵素遺伝子の探索を展開した。
カウレン酸合成能欠失コケ変異株の細胞分化が抑制される形質がカウレン酸の投与で回復する応答を指標として、生理活性を有するカウレン酸投与後の代謝物を追跡している。カウレン酸を投与した植物抽出物を逆相HPLC分取し、その画分を変異体へ再投与試験することでカウレン酸よりも極性の高い画分において活性が認められた。さらにLC-MS/MSを用いた機器分析から、カウレン酸投与依存的にピークを検出することを確認した。これら代謝産物は微量であり構造決定は困難であると考え、生産量を増やす条件の検討とともに生合成酵素を特定し、酵素合成によって代謝産物を合成する計画を進めた。生合成酵素は同定されておらず、候補遺伝子は次世代シークエンサを利用した発現解析で探索した。LC-MS/MSで検出したカウレン酸代謝産物の生産時期を指標に調製したmRNAをシークエンス解析に供し、得られたデータから複数の候補遺伝子を絞り込んだ。組換え酵素の調製を行い、カウレン酸との酵素反応に供したところ、カウレン酸を基質として変換反応を触媒する酵素を同定した。さらに変換物を酵素合成により調製してNMRで解析したところ、構造を矛盾なく決定できた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

機器分析を用いたカウレン酸代謝産物の検出と、次世代シークエンサを利用した生合成酵素遺伝子の特定が計画通りに進行した。当初想定したより多数の代謝産物を検出したが、来年度以降も構造と生合成酵素を特定できる可能性が高く、概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

まず、特定した酵素の植物内での機能を明らかにするため、欠損変異体などの作出に取り組む。また、検出できたカウレン酸代謝産物の構造決定と生合成酵素の同定も計画通りに進める。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] HpDTC1, a stress-inducible bifunctional diterpene cyclase involved in momilactone biosynthesis, functions in chemical defence in the moss Hypnum plumaeforme2016

    • Author(s)
      Kazunori Okada, Hiroshi Kawaide, Koji Miyamoto, Sho Miyazaki, Honoka Kimura, Kaoru Fujiwara, Masahiro Natsume, Hideaki Nojiri, Masatoshi Nakajima, HisakazuYamane, Yuki Hatano, Hiroshi Nozaki and Ken-ichiro Hayashi
    • Journal Title

      Scientific Report

      Volume: ー Pages: ー

    • DOI

      10.1038

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケ原糸体の分化制御に関わる新奇生理活性物質の同定2017

    • Author(s)
      宮崎 翔, 原 万里穂, 伊藤 晋作, 田中 啓介, 川出 洋, 林 謙一郎, 浅見 忠男, 中嶋 正敏
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      京都女子大学 (京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] 内生植物ホルモン量分析に基づく植物ホルモン受容体制御剤の機能解析研究2017

    • Author(s)
      都外川 識志, 宮崎 翔, 尹 禎敏, 竹内 純, 轟 泰司, 林 謙一郎, 中嶋 正敏, 浅見 忠男
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      京都女子大学 (京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] ジベレリン活性制御剤の探索および機能解析2017

    • Author(s)
      下尾 純平, 宮崎 翔, 大谷 征史, 都外川 識志, 中村 英光, 中嶋 正敏, 浅見 忠男
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      京都女子大学 (京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] Identification of novel diterpene-type growth regulator in Physcomitrella patens2016

    • Author(s)
      Sho Miyazaki, Hiroshi Kawaide, Ken-ichiro Hayashi, Tadao Asami and Masatoshi Nakajima
    • Organizer
      MOSS 2016
    • Place of Presentation
      リーズ (イギリス)
    • Year and Date
      2016-09-02 – 2016-09-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケの生活環で機能するジベレリン様成長制御物質の探索2016

    • Author(s)
      宮崎 翔, 原 万里穂, Seung-Hyun Park, 川出 洋, 林 謙一郎, 浅見 忠男, 中嶋 正敏
    • Organizer
      日本蘚苔類学会
    • Place of Presentation
      屋久島町安房総合センター (鹿児島県熊毛郡)
    • Year and Date
      2016-08-29 – 2016-08-31
  • [Presentation] Endogenous ent-kaurenoic acid-metabolite regulates the differentiation of Physcomitrella patens2016

    • Author(s)
      Sho Miyazaki, Mariho Hara, Hiroshi Kawaide, Ken-ichiro Hayashi, Tadao Asami and Masatoshi Nakajima.
    • Organizer
      IPGSA
    • Place of Presentation
      トロント (カナダ)
    • Year and Date
      2016-06-21 – 2016-06-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A moss-specific diterpenoid hormone regulates protonemal growth and development2016

    • Author(s)
      Hiroshi Kawaide, Sho Miyazaki and Masatoshi Nakajima
    • Organizer
      IPGSA
    • Place of Presentation
      トロント (カナダ)
    • Year and Date
      2016-06-21 – 2016-06-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Screening of chemicals that affect protonemal differentiation of a moss Physcomitrella patens2016

    • Author(s)
      Masatoshi Nakajima, Yang Che-Dong, Sho Miyazaki, Seung-Hyun Park, Masato Otani, Hiroshi Kawaide, Ken-ichiro Hayashi and Tadao Asami
    • Organizer
      IPGSA
    • Place of Presentation
      トロン (カナダ)
    • Year and Date
      2016-06-21 – 2016-06-25
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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