2017 Fiscal Year Research-status Report
イネ（日本晴）が生産するベーター-アミノ酸の生理的・生態学的機能の解析
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17K07770
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
森 直樹 京都大学, 農学研究科, 教授 (30293913)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺石 政義 京都大学, 農学研究科, 講師 (80378819)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 非天然アミノ酸 / 根の伸長阻害 / イネ / beta-tyrosine |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネ (日本晴) はtyrosine aminomutase 1 (TAM1) により L-tyrosine から (R)-β-tyrosine を生合成すること、(R)-β-tyrosine がシロイヌナズナの根の伸長を抑えることを我々は明らかにしている。本研究では、α-tyrosine、β-tyrosine、α-phenylalanine、β-phenylalanine のR-体およびS-体を用い、根の伸長阻害活性を比較した。
先ず、生物試験法を下記のように確立した。1/2 MS 培地をシャーレに調製し、滅菌したシロイヌナズナ種子を各 10 粒播種後、4℃で 4 日間静置した。インキュベーター (16 h/light /26℃, 8 h/dark/18℃) で 3 日間生育させた後、供試化合物を添加した 1/2 MS 培地に移植し、4 日間生育させた。4 日後のシロイヌナズナの根の長さを画像解析ソフト ImageJ で測定し、根の伸長阻害活性を比較した。
その結果、上記 4 化合物の各光学異性体のうち、(R)-β-tyrosine と (S)-β-tyrosine が根の伸長を阻害した。したがって、活性発現には芳香環の p 位の水酸基と β 位のアミノ基が重要と示唆された。今後は，(R)-β-tyrosine がシロイヌナズナ体内でどのように代謝されるかを検討するとともに、根の伸長阻害活性機構を解明する。
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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
平成２９年度中で最も重要なテーマは、「シロイヌナズナを用いた根の伸長阻害活性を評価する試験系」の確立と「(R)-β-tyrosine 類縁体のうちシロイヌナズナ根の伸長阻害活性を示すのは何か」を明確にすることであった。
その結果、（１）試験系を確立するとともに、（２）光学異性体である (S)-β-tyrosine が (R)-体と同様に根の伸長を阻害すること、（３）(R)- および (S)-β-phenylalanine は伸長阻害活性を示さないことを明らかにした。特に、（２）と（３）は活性発現機構の解明に基盤となる発見であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
(R)-β-tyrosine を培地に加えシロイヌナズナを栽培すると、その根の伸長が阻害される。その活性発現機構の解明を目指し、この培地にさらに α-tyrosine やα-phenylalanine を加えた場合、根の伸長阻害活性にどのような影響が出るかを調べる。もし、(S)-α-tyrosine を添加した場合に阻害活性が緩和され、(R)-α-tyrosine や α-phenylalanine を添加した場合に活性発現に何の影響も認められなければ、活性発現機構解明の大きなヒントになると期待している。
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| Causes of Carryover |
平成２９年度中で最も重要なテーマは、「シロイヌナズナを用いた根の伸長阻害活性を評価する試験系」の確立と「(R)-β-tyrosine 類縁体のうちシロイヌナズナ根の伸長阻害活性を示すのは何か」を明確にすることであった。
その結果、（１）生物活性を評価する試験系を確立するとともに、（２）光学異性体である (S)-β-tyrosine が (R)-体と同様に根の伸長を阻害すること、（３）(R)- および (S)-β-phenylalanine は伸長阻害活性を示さないことを明らかにした。特に、（２）と（３）は活性発現機構の解明に基盤となる発見であった。
本研究が当初の予定よりもスムーズに進み、予定した消耗品を使わずに済んだ。そこで、この貴重な消耗品費を平成３０年度に廻し、請求した助成金と合わせた金額で、β-tyrosine の根伸長阻害活性の作用機作解明に臨む。
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[Presentation] Insights into rice (Oryza sativa L.) root growth promotion mediated by beta-1,3/1,6-glucans present in yeast cell wall2017
Author(s)
Nakamichi T, Morita T, Yopshinaga N, Takasaki T, KItagawa T, Kobayashi M, Teraishi M, OkumotoY, Huffaker A, Schmela EA, Mori N
Organizer
International Society of Chemical Ecology
Int'l Joint Research
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