2020 Fiscal Year Research-status Report
Identification of enzymes involved in the biosynthesis of bioactive sulfur-containing compounds in medicinal plants and its downstream application
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20K07097
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
吉本 尚子 千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (10415333)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 天然薬用資源 / 植物 / 生合成 / 遺伝子 / 含硫黄成分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
システインスルホキシド誘導体（CSOs）はヒガンバナ科のネギ属やツルバギア属、ノウゼンカズラ科ニンニクカズラ属等の植物が生産する含硫黄成分であり、植物組織の損傷に伴い酵素的および非酵素的な反応を経て、抗微生物活性、発癌抑制活性、免疫賦活作用、血小板凝集抑制作用、コレステロールおよびトリグリセリド低下作用等の重要な薬理活性を示す多様な硫黄化合物群に変換される。本研究では、ディープ・トランスクリプトームデータのマイニングに基づき、機能性含硫黄成分の生合成に関わる酵素遺伝子の候補を網羅的に同定する。候補遺伝子の機能をin vitro、in vivo、in planta発現系を用いて明らかにし、進化系統的に異なる科・属に分類される植物における類似の生合成システム獲得機構の糸口を掴む。得られた知見を応用し、合成生物学的な手法による含硫黄成分の生合成システムの合理的再構築と化学的多様性のエンジニアリングを試みる。令和２年度に行った研究内容は以下のとおりである。１．ディープ・トランスクリプトームデータからのCSOs生合成酵素遺伝子の候補の効率的探索を可能にするために、ネギ属植物におけるCSOsの生合成量に影響する要因を検討した。その結果、植物ホルモンやエリシターの処理によりCSOsの生合成量が変化することが明らかになった。２．ニンニクの既知CSOs生合成遺伝子と共発現する酸化酵素について、CSOs推定生合成中間体に対する酸化活性を酵母発現系を用いて検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染症の拡大のため、令和２年度４～５月は研究代表者および研究に協力する学生らは自宅待機となり大学における研究活動が実行できず、さらに令和２年度を通して研究代表者の大学における教育・運営業務が例年と比較して大幅に増大した。このため、当研究課題を行う時間が申請時に想定していたよりも大幅に制限され、結果的に研究の遂行に遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度に明らかにしたCSOs生合成に影響を与える要因に対する遺伝子発現応答の有無を鍵として、ディープ・トランスクリプトームデータからのCSOs生合成酵素遺伝子の候補の探索を行う。候補遺伝子はコード領域のクローニングと異種発現系の構築を行い、その機能を解析する。また、候補遺伝子のin vivo機能解析を可能にするため、簡便で効率的な遺伝子組換え方法の検討を行う。
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| Causes of Carryover |
令和２年度は新型コロナウイルス感染症が拡大し、その感染防止対策や研究に使用する物品の流通遅延のため、研究代表者および研究に協力する学生らの大学における研究活動が大幅に制限され、申請時に計画していたよりも物品費の使用額が減少した。また、学会年会がオンサイト開催からオンライン開催に変更されたため、申請時に計画していた学会発表のための旅費がかからなかった。生じた未使用額は次年度使用額とし、次年度における物品費として使用する。
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