2019 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the chemical communication system in xanthone producing lichens
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19K23668
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
川上 寛子 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (70772359)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 地衣類 / キサントン / 化学コミュニケーション / 二次代謝 / 物質生産 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地衣類は１つの地衣体内に複数の微生物が存在する共生生物で、有用な二次代謝物を産生する。この二次代謝は地衣体内の化学コミュニケーション機構を介して行われると考えられているが、そのメカニズムはわかっていない。本研究では「キサントン含有地衣類をモデルとした化学コミュニケーション機構の解明」を目的として、キサントン含有地衣類から可能な限り多くの構成微生物を分離培養する。さらに、分離菌株が産生する代謝物を分析した後、in vitroで共生状態を再現した後、一次及び二次代謝物や、発現が促進される生合成遺伝子を網羅的に解析する。
これまで、キサントン含有地衣類としてPertusaria laevigandaの他、Pertusaria glauca、Pyxine endochrysina、Pyxine subcinereaを材料として選抜、山本法にて組織培養し、それぞれ約150から200株の培養株を得た。本研究では、可能な限り多くの地衣体由来の構成微生物を単一に分離培養し、目的代謝物を生産可能な共培養株の構築が非常に重要な段階であるが、その実験系構築の基盤となる培養株ライブラリーを得た。さらに、材料に用いた4種の地衣体の構成生物を次世代シーケンサーによって解析し、分離培養した培養株の効率的な分類を可能にした。
また、Pertusaria laevigandaと同属の地衣類由来の緑藻とPtsLaを共培養し、得られた培養物由来抽出物をメタボローム解析した。その結果、PtsLa、緑藻及び共培養株の3検体の解析によって合計291個の一次代謝物が検出され、35個の代謝物が共培養株で高生産されることがわかった。これまで共培養株の代謝物を網羅解析した例はなく、新規性が高い。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上記のように研究は順調に進展しているが、機器の故障などによる遅れがあった。
実験系構築の基盤となる培養株ライブラリーを得られたものの、形態による分類が非常に難しく、ライブラリーの精査ができていない。今年度は次世代シーケンサーで得られた塩基配列の情報を元に、分子生物学的手法を用いた分類に注力する。また、外部に受託解析を依頼した一次代謝物の解析は順調に進んでいるが、二次代謝物の解析が遅れている。そのため、本研究の中心となる化学コミュニケーション機構に関する有力なデータが得られていない。二次代謝物の解析が遅れている原因は、使用を予定していた質量分析計の故障であるが、現在は復旧している。今年度は遅れを取り戻すべく研究を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは、遅れが見られる二次代謝物の解析を進める。具体的には、質量分析計を用いて培養株由来抽出物を成分分析し、培養株ライブラリーの中からキサントン生産能を有する株をスクリーニングする。その後、共培養に用いる株を選択する。選択した後、分子生物学的手法を用いた分類も行う。さらに、共培養系を構築した後、目的の代謝物を産生しているか解析する。目的の代謝物産生している株と非産生株を材料に用いてトランスクリプトーム解析を進め、二次代謝に関わる遺伝子の発現量を比較し、化学コミュニケーションに関わる候補遺伝子を推定する。
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| Causes of Carryover |
本事業予算で参加を予定していた日本地衣学会ではなく、より効率的に研究情報を得られるメタボロームシンポジウムへの参加費用を支出したところ、旅費が当初の予定よりも結果的に抑えられた。本年度よりも翌年度では成分分析にかかる消耗品への支出が増える事が予想され、当初の計画の物品費に当該助成金を合わせた額での使用を計画している。
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Research Products
(1 results)
