2019 Fiscal Year Annual Research Report
Genomic origin of chemodiversity in medicinal plants
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19H05652
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
齊藤 和季 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 副センター長 (00146705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中林 亮 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (30586160)
東 泰弘 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90634577)
榊原 圭子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (20360555)
山崎 真巳 千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (70222370)
吉本 尚子 千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (10415333)
ライ アミット 千葉大学, 大学院薬学研究院, 特任助教 (60760535)
高上馬 希重 北海道医療大学, 薬学部, 准教授 (80342781)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Keywords | 薬用植物 / ゲノム / トランスクリプトーム / メタボローム / 甘草 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、主に国内産として保全される重要薬用資源植物を中心に、今後医薬学や医療分野において重要性が増加する薬用資源植物の統合ゲノム科学を推進することを目的とする。特に、漢方処方において最も使用頻度の高い最重要生薬である「甘草」について、ゲノム解析とトランスクリプトーム解析、メタボローム解析などを行い薬用成分の生産に関与しているゲノム領域や遺伝子を同定する。さらに、その他の重要な薬用植物についても薬用成分の生産に関与している遺伝子を推定し、薬用資源植物の化学的多様性のゲノム起源解明に資する。
１．すでにドラフトゲノム配列を発表した1品種のウラル甘草（東北甘草）(Glycyrrhiza uralensis)についてさらに高品質ゲノム配列決定を進めた。また、同じくウラル甘草について、グリチルリチン含有量の異なる複数系統のゲノム配列情報の取得を開始した。
２．スペイン甘草（西北甘草）（G. glabra）、新疆甘草(G. inflata)についてもHiCデータ取得を含むゲノム配列解析を進めた。
３．薬用植物クララについて、16組織からトランスクリプトームアッセンブリを進めた。自己組織化マップ法により、キノリチジンアルカロイド生合成の初期反応に関与するリジン／オルニチン脱炭酸酵素遺伝子と共発現するいくつかの遺伝子を同定した。同時に、クララのゲノム配列解析も進めた。
４．高性能質量分析計を用い薬用植物等からの広範な代謝産物情報を収集し、データベース化を進めた。
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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
複数種のウラル甘草ゲノムおよびスペイン甘草、新疆甘草のゲノムデータ取得がほぼ予定通りに進展した。また、クララについても16組織のトランスクリプトームデータから共発現解析を行い、薬用成分の生合成に関与するいくつかの遺伝子候補を同定できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
複数種のウラル甘草品種および3種類の異なる甘草属植物種のゲノム配列解析については、バイオインフォマティクスも含む新規手法も取り入れて配列解析を精密化する。さらに、これら複数品種、複数種の甘草植物から得られたグリチルリチンなどの薬用成分生合成関連遺伝子の配列、遺伝子発現と成分蓄積との相関などの知見を得る。また、甘草以外の重要薬用植物についても、同様の手法でゲノム配列データ、トランスクリプトーム、メタボロームデータを取得、統合し薬用成分の生産に関与しているゲノム遺伝子の同定を行い、薬用植物成分の持続的な生産につなげる。
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