2013 Fiscal Year Research-status Report
タケ培養細胞を用いた合理的代謝フロースイッチングによる有用植物二次代謝産物生産
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25450134
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
加藤 康夫 富山県立大学, 工学部, 教授 (20254237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荻田 信二郎 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50363875)
野村 泰治 富山県立大学, 工学部, 助教 (40570924)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 植物培養細胞 / タケ / 二次代謝産物 / フェニルプロパノイド / ポリアミン / 代謝改変 |
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| Research Abstract |
申請者らのこれまでの研究によって、タケ培養細胞の増殖性ならびに代謝能は、培地に添加する糖類および植物ホルモンの種類や濃度によって大きく変動することが明らかになっている。本年度は、様々な培養条件下で培養したタケ培養細胞抽出物をHPLC等にて詳細に解析したところ、ハチクH4細胞を木化条件（BA10μM添加）下で懸濁培養したときに細胞内に多量に蓄積する主要未知代謝産物を見出した。本化合物を単離・精製し、各種分光学的手法による構造解析を行い、さらに化学合成標品との一致から、本未知化合物はferuloylputrescine (FP) であることが明らかとなった。FPは、feruloyl-CoAが、ポリアミン生合成経路においてagmatineより後に生成するputrescineと縮合することで生合成されていると考えられる。この結果から、ハチクH4株懸濁培養細胞は木化条件下でフェニルプロパノイド系およびポリアミン系化合物の生合成能に長けていることが分かり、その代謝flux改変による有用物質の生産系のモデルとして有効であることが明らかとなった。
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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
本年度の成果により、ハチクH4株懸濁培養細胞は木化条件下でフェニルプロパノイド系およびポリアミン系化合物の生合成能に長けていることが分かった。この成果は次年度以降に計画している代謝flux改変による有用物質の生産系構築のモデルとして適しており、以降の課題解決のための先鞭をつけることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
直近の方向性として、FPの生合成中間体として考えられるフェニルプロパノイド系およびポリアミン系化合物を良好な基質とする二次代謝生合成酵素を導入遺伝子候補として合理的に選出し、導入することで組換えタケ細胞を創出する。なお、導入遺伝子は植物由来のものに限ることなく、放線菌や糸状菌、動物由来のものについても利用価値に応じて積極的に用いる。遺伝子導入の諸条件は先行実験によってCaMV35Sプロモーターの制御下で発現する系で既に最適化されており、まずはそれを用いる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究の進捗状虚により高額な委託分析が次年度へと持ち越しとなっているため
次年度には計画通り使用する予定
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