2014 Fiscal Year Annual Research Report
メタボローム解析技術を用いた苦味配糖体サポニン生合成系酵素遺伝子群の機能解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Biosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification |
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| Project/Area Number |
25108727
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| Research Institution | Kazusa DNA Research Institute |
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Principal Investigator |
鈴木 秀幸 公益財団法人かずさDNA研究所, バイオ研究開発部, グループ長 (80276162)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | メタボローム解析 / 代謝酵素遺伝子機能解析 / チトクロームP450 / サポニン生合成 / 安定同位体酸素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生合成関連酵素遺伝子の「単離」に有益な解析手法の一つである遺伝子共発現解析を簡便な操作で実行可能なネットワーク解析ソフト（金平糖Java-GUI）を改良し、本ソフトをウリ科植物ニガウリ（Momordica charantia）由来の苦味配糖体サポニン（Cucurbitacin類）生合成経路の全貌解明に適用し、サポニン生合成経路に関与する酵素遺伝子の探索を行った。
（１）「ニガウリのRNA-Seq解析及び遺伝子機能解析」
ニガウリ由来の10種類の器官（葉、茎、果実、根など）のRNA-Seq解析データを用いて各植物器官の相対遺伝子発現量を表現するため、Total countsを算出し、この値をもとに全遺伝子間のコサイン相関係数を計算した。McCBS遺伝子と遺伝子共発現の関係にあると推測できるMcCYP遺伝子のリストを相関係数が高い順に並べ、逐次、Cucurbitadienol生産酵母に導入し、機能解析を行った。全29種類のMcCYP遺伝子の機能解析を行った結果、Cucurbitadienolの23位の水酸化酵素（McCYP81-6）、7位の水酸化酵素（McCYP873）及び7, 19位の水酸化酵素（McCYP79-1）の3種類の酵素遺伝子の機能同定に成功した。
（２）「金平糖Java-GUIの改良とその検証」
本研究では、相関係数の閾値で描画する遺伝子ネットワークの外側と内側の関係性（トポロジー）を考慮する独自の金平糖アルゴリズムを搭載した金平糖Java-GUIのネットワーク描画機能の強化を行った。ニガウリ由来のMcCYP遺伝子（997 contigs）と注目候補遺伝子（McCBS遺伝子）にて金平糖解析を行った。その結果、5種類の遺伝子（McCBS遺伝子を含む）から成るモジュールが単離され、先の機能同定に成功した3種類のMcCYP遺伝子も全て含まれていた。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Tools and Databases of the KOMICS Web Portal for Preprocessing, Mining, and Dissemination of Metabolomics Data2014
Author(s)
Nozomu Sakurai, Takeshi Ara, Mitsuo Enomoto,Takeshi Motegi, Yoshihiko Morishita, Atsushi Kurabayashi, Yoko Iijima, Yoshiyuki Ogata, Daisuke Nakajima, Hideyuki Suzuki and Daisuke Shibata
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Journal Title
BioMed Research International
Volume: 194812
Pages: 11 pages
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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