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植物有用アルカロイド生合成系の分子進化の解明と代謝工学

Research Project

Project/Area Number 26252012
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

佐藤 文彦  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (10127087)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 南 博道  石川県立大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (90433200)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2015-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
Fiscal Year 2014: ¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
Keywords植物アルカロイド生合成 / 分子進化 / 代謝工学 / ゲノム解析 / 代謝再構築 / 生理活性評価
Outline of Annual Research Achievements

ハナビシソウのゲノム遺伝子(1.1Gb)を次世代シークエンサー解析し、総塩基数約0.47Gb、約0.8 MbのN50をもつ15668個のscaffold配列を得た。ゲノム全長のカバー率はまだ十分とはいえないが、得られた配列を解析し、これまでに、報告されているRNA sequence配列を50%以上カバー率で95%以上含有していること、これまでに単離同定されているIQA生合成酵素遺伝子、ならびに転写調節遺伝子のすべてについて、十分なゲノム配列領域を含んでいることを明らかにした。また、ケシにおいて同定されたnoscapine生合成クラスタ-は存在しなかったが、同生合成酵素のホモログの存在を確認した。現在、ゲノム上に検出されたが、発現が確認されず、機能も不明である生合成遺伝子のホモログ遺伝子の機能、ならびに、その発現制御について解析を進めている。
同時に、これまでに単離同定されたイソキノリンアルカロイド生合成遺伝子を用いた生合成系の再構築を行い、微生物生産系においてレチクリンからdihydrosanguinarineの生合成系の部分的再構築に成功した。また、多様なイソキノリンアルカロイドの生理活性を評価するための線虫アッセイ系を改良し、NHR8の発現抑制による感受性増大を明らかにするとともに、論文公開した。
今後、より多様なIQA産生薬用植物のゲノム構造とその遺伝子機能を解明し、IQA生合成系の多様化を分子レベルで解明するとともに、IQAの生理活性評価を行うことを計画している。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Knockdown of the NHR-8 Nuclear Receptor Enhanced Sensitivity to the Lipid-Reducing Activity of Alkaloids in Caenorhabditis elegans.2014

    • Author(s)
      Y.-L. Chow, Y. Kawasaki, and F. Sato
    • Journal Title

      Biosci. Biotechnol. Biochem

      Volume: 78 Issue: 12 Pages: 2008-2013

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.940278

    • NAID

      120005601058

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] P450s and plant isoquinoline alkaloid biosynthesis2014

    • Author(s)
      Fumihiko Sato
    • Organizer
      12th International Symposium on Cytochrome P450 Biodiversity and Biotechnology
    • Place of Presentation
      Conference Hall of the Kyoto International Foundation, Kyoto
    • Year and Date
      2014-09-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 微生物を用いたイソキノリンアルカロイド生合成経路の再構築2014

    • Author(s)
      堀健太郎、岡野峻祐、佐藤文彦
    • Organizer
      第32回日本植物細胞分子生物学会(盛岡)大会・シンポジウム
    • Place of Presentation
      アイーナ(いわて県民情報交流センター)
    • Year and Date
      2014-08-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] イソキノリンアルカロイド生合成系の転写因子CjWRKY1の転写後制御に関する解析2014

    • Author(s)
      山田泰之、佐藤文彦
    • Organizer
      第32回日本植物細胞分子生物学会(盛岡)大会・シンポジウム
    • Place of Presentation
      アイーナ(いわて県民情報交流センター)
    • Year and Date
      2014-08-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] Plant Secondary Metabolism. In: eLS.2014

    • Author(s)
      Fumihiko Sato
    • Total Pages
      13
    • Publisher
      John Wiley & Sons, Ltd: Chichester.
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2016-06-01  

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