2022 Fiscal Year Final Research Report
Identification of genes involved in taxadiene metabolism from yew
Project/Area Number |
20K06686
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
Kusano Hiroaki 京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (80447929)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 二次代謝 / メタボローム解析 / トランスクリプトーム解析 / NPF輸送体 / BAHDアシル基転移酵素 / イチイ / タキサジエン系化合物 |
Outline of Final Research Achievements |
Taxadiene-derived compounds, made in yew tree, contain anti-cancer drug paclitaxel and the synthetic intermediates of related drugs. The natural biosynthesis system has been largely unknown, and it made synthetic biology approaches impossible to complete the construction of paclitaxel biosynthetic pathway in microorganisms. This matter is a major problem to develop the basic technology for sustainable supply of taxadiene-derived anti-cancer drugs to the world. This research project aimed to identify genes encoding biosynthesis enzymes and transmembrane transporters involved in the biosynthesis system of taxadiene-derived compounds. As the results, novel two enzyme genes and three transporter genes were identified and improved yeast-mediated synthesis system greatly. These results indicated efficiency of the research strategy and may contribute synthetic biology approaches to develop biosynthesis pathway in microorganisms.
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Free Research Field |
植物合成生物学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
タキサジエン系化合物の生合成に関する未解明部分は抗がん薬パクリタキセルの持続的供給を目指す研究開発の障壁となっている。イチイは遺伝子研究が困難な木本植物であるため、研究基盤の整備が重要な課題であるほか、異種生物での生合成の再現が主な研究目的として想定される研究対象である。本研究ではゲノム・メタボローム等の大規模情報とその解析ツール群を開発し、酵母で機能する遺伝子セットの解明と、反応系の最適化に成功した。これらの成果は今後の遺伝子同定研究に大きなヒントを与えるほか、パクリタキセルの合成生物学的生産技術開発に資する成果であると考えられる。
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