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ゲノム編集技術を駆使した植物トリテルペノイド生合成遺伝子の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 15H04485
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用生物化学
研究機関大阪大学

研究代表者

村中 俊哉  大阪大学, 工学研究科, 教授 (60342862)

研究分担者 福島 エリオデット  大阪大学, 工学研究科, 助教 (40724448)
連携研究者 関 光  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30392004)
研究協力者 安本 周平  
鈴木 隼人  
田村 啓太  
ロベルトリー ジェクソン  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2015年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードゲノム編集 / 植物組織培養 / テルペノイド / 代謝制御 / 植物特化代謝物 / 合成生物学 / P450 / トリテルペノイド / 組織培養 / バイオテクノロジー / 植物 / 代謝工学 / トマト / シロイヌナズナ / カンゾウ / 酵母
研究成果の概要

多くの生理活性物質が存在することが知られている植物トリテルペノイドの生合成には、シトクロームP450モノオキシゲナーゼ(CYP)の複数のサブファミリーが関わる。本研究では、酵母発現系を用いたヘテロガスな系によりCYPの酵素機能を解析するとともに、植物内におけるCYPの本来機能の評価のために、ゲノム編集された植物組織を作出した。その結果、酵母発現系で複数のCYPの機能を明らかにするとともに、シロイヌナズナ、トマト、薬用植物カンゾウなどで、CYP遺伝子破壊植物/植物組織を作成し、CYP遺伝子のin plantaでの機能検証をすることができた。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 10件、 招待講演 20件) 図書 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] 上海交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] マヒドン大学(タイ)

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      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

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      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

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      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Plant-derived isoprenoid sweeteners: recent progress in biosynthetic gene discovery and perspectives on microbial production2018

    • 著者名/発表者名
      Seki Hikaru、Tamura Keita、Muranaka Toshiya
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: in press 号: 6 ページ: 927-934

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1387514

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation and characterization of the soybean Sg-3 gene that is involved in genetic variation in sugar chain composition at the C-3 position in soyasaponin2018

    • 著者名/発表者名
      Yano R, Takagi K, Tochigi S, Fujisawa Y, Nomura Y, Tsuchinaga H, Takahashi Y, Takada Y, Kaga A, Anai T, Tsukamoto C, Seki H, Muranaka T, Ishimoto M
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 59 号: 4 ページ: 797-810

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy075

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence that the <i>Arabidopsis thaliana</i> 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase 1 is phosphorylated at Ser577 <i>in planta</i>2018

    • 著者名/発表者名
      Robertlee J, Kobayashi K, Tang J, Suzuki M, Muranaka T
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 35 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.17.1208a

    • NAID

      130006727678

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure and hemolytic activity relationships of triterpenoid saponins and sapogenins2017

    • 著者名/発表者名
      Vo N. N. Q., Fukushima E.O., Muranaka T.
    • 雑誌名

      J. Nat. Med.

      巻: 71 号: 1 ページ: 50-58

    • DOI

      10.1007/s11418-016-1026-9

    • NAID

      40021062562

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Draft genome assembly and annotation of Glycyrrhiza uralensis, a medicinal legume2017

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mochida, Tetsuya Sakurai, Hikaru Seki, Takuhiro Yoshida, Kotaro Takahagi, Satoru Sawai, Hiroshi Uchiyama, Toshiya Muranaka, Kazuki Saito
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 89 号: 2 ページ: 181-194

    • DOI

      10.1111/tpj.13385

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] CYP716A179 functions as a triterpene C-28 oxidase in tissue-cultured stolons of Glycyrrhiza uralensis.2017

    • 著者名/発表者名
      Tamura, K., Seki, H., Suzuki, H., Kojoma, M., Saito, K. and Muranaka, T.: CYP716A179 functions as a triterpene C-28 oxidase in tissue-cultured stolons of Glycyrrhiza uralensis.
    • 雑誌名

      Plant Cell Rep.

      巻: 36 号: 3 ページ: 437-445

    • DOI

      10.1007/s00299-016-2092-x

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional characterization of CYP716 family P450 enzymes in triterpenoid biosynthesis in tomato2017

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Yasumoto, Hikaru Seki, Yuko Shimizu, Ery O. Fukushima and Toshiya Muranaka
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 8 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.00021

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Platform for &#x201c;Chemical Metabolic Switching&#x201d; to Increase Sesquiterpene Content in Plants2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, K. Kobayashi, H. Yamaguchi, Y. M. Inoue, K. Takagi, K. Fushihara, H. Seki, M. Suzuki, N. Nagata, T. Muranaka
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 34 号: 1 ページ: 65-69

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.17.0114a

    • NAID

      130005519610

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] AKIN10, a representative Arabidopsis SNF1-related protein kinase 1 (SnRK1), phosphorylates and downregulates plant HMG-CoA reductase2017

    • 著者名/発表者名
      Robertlee J, Kobayashi K, Suzuki M and Muranaka T
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1159-1166

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12618

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 農作物でのゲノム編集2016

    • 著者名/発表者名
      安本周平、村中俊哉
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 34 ページ: 3410-3415

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel triterpene oxidizing activity of Arabidopsis thaliana CYP716A subfamily enzymes2016

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Yasumoto, Ery O. Fukushima, Hikaru Seki and Toshiya Muranaka
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 590 号: 4 ページ: 533-540

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12074

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Redesign of terpenoid biosynthetic pathway in plant by genome editing2017

    • 著者名/発表者名
      Muranaka T
    • 学会等名
      TERPNET2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 植物におけるゲノム編集技術とスマートアグリに向けて2017

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉
    • 学会等名
      諏訪東京理科大学公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Redesign of biosynthetic pathway in plant by genome editing for human health and food supply2017

    • 著者名/発表者名
      Muranaka T
    • 学会等名
      JSPS-AvH Alumni Joint Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 植物のゲノム編集について共に学ぶ2017

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉
    • 学会等名
      第3回デザイン思考勉強会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Redesign of terpenoid biosynthetic pathway in plant by genome editing toward human health2017

    • 著者名/発表者名
      Muranaka T
    • 学会等名
      MU-OU 15th Anniversary symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Introduction: "Smart cell industry" a new trend in bioeconomy2017

    • 著者名/発表者名
      Muranaka T
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of LjCYP93E disruption on triterpenoid content in Lotus japonicus plants, The 13th International Meeting on Biosynthesis, Function and Synthetic Biology of Isoprenoids2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki H, Fukushima EO, Seki H, Muranaka T
    • 学会等名
      TERPNET 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of biosynthetic gene disruption on triterpenoid content in Lotus japonicus2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki H, Fukushima EO, Seki H, Muranaka T
    • 学会等名
      第35回日本植物細胞分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム編集の原理と農芸化学・育種分野への可能性2017

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府・京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集による植物テルペノイド生合成のリデザイン2017

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉、關光、福島エリオデット
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Arabidopsis SnRk1 (AKIN10) phosphorylates and down regulates AtHMGR1 activity2016

    • 著者名/発表者名
      Robertlee J, Kobayashi K, Suzuki M, Muranaka T
    • 学会等名
      第29回植物脂質シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] トマトのトリテルペノイド生合成に関与する CYP716 family P450 酵素の解析2016

    • 著者名/発表者名
      安本周平、關光、清水裕子、福島エリオデット、村中俊哉
    • 学会等名
      第29回植物脂質シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] テルペノイドの代謝多様性と遺伝子ディスカバリー2016

    • 著者名/発表者名
      關光、福島エリオデット、村中俊哉
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル(富山県・富山市)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物トリテルペノイドの生理機構解明に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉、中園幹生
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集技術を用いたナス科作物の代謝改変ならびに育種素材開発に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 薬用植物カンゾウのトリテルペノイド生合成制御に関わる転写因子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      田村啓太、(8名)、村中俊哉
    • 学会等名
      第34回日本植物細胞分子生物学会(上田)大会
    • 発表場所
      信州大学(長野県・上田市)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高等植物由来CYP716Aサブファミリー酵素の酸化活性比較2016

    • 著者名/発表者名
      福島エリオデット、鈴木隼人、梅基直行、關光、村中俊哉
    • 学会等名
      第34回日本植物細胞分子生物学会(上田)大会
    • 発表場所
      信州大学(長野県・上田市)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Engineering of plant triterpenoid biosynthesis with genome editing2016

    • 著者名/発表者名
      Muranaka T
    • 学会等名
      13th International Symposium on Cytochrome P450 Biodiversity and Biotechnology
    • 発表場所
      サイモン・フレーザー大学(カナダ・バンクーバー)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characterization of CYP716A subfamily genes in Arabidopsis thaliana2016

    • 著者名/発表者名
      Yasumoto S, Seki H, Fukushima EO, Muranaka T
    • 学会等名
      13th International Symposium on Cytochrome P450 Biodiversity and Biotechnology
    • 発表場所
      サイモン・フレーザー大学(カナダ・バンクーバー)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of cyp716a1 cyp716a2 double knockout Arabidopsis thaliana plants by TALEN technology2016

    • 著者名/発表者名
      Yasumoto S, Seki H, Fukushima EO, Muranaka T
    • 学会等名
      Plant Genome Stability and Change 2016
    • 発表場所
      湘南国際村センター(神奈川・葉山市)
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高度機能分化した植物組織培養による有用サポニン生産技術開発2016

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度札幌大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナCYP716Aサブファミリー酵素遺伝子の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      安本周平、福島エリオデット、關光、村中俊哉
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度札幌大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム編集技術を用いた植物育種の現状と展望2016

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部 第497回講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集技術を用いた植物育種 その現状と展望2016

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉
    • 学会等名
      広島大学公開シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学(広島県・東広島市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Terpenoid biosynthesis: Chemical diversity and their application to metabolic engineering2016

    • 著者名/発表者名
      MURANAKA T
    • 学会等名
      KAIST-OU Symposium
    • 発表場所
      KAIST(韓国・大田広域市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新植物育種技術としてのゲノム編集2016

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集の原理と育種への可能性2016

    • 著者名/発表者名
      村中俊哉
    • 学会等名
      第3回日本生物工学会西日本支部講演会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 毛状根培養を用いたゲノム編集のための人工ヌクレアーゼ評価系の構築2015

    • 著者名/発表者名
      安本周平, 澤井学, 若林孝俊, 關光, 刑部祐里子, 刑部敬史, 村中俊哉
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Triterpenoid biosynthesis: Diversity and their application to metabolic engineering2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiya MURANAKA
    • 学会等名
      TERPNET 2015
    • 発表場所
      ブリティッシュコロンビア大学(バンクーバー、カナダ)
    • 年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Production of plants triterpenoids in both transgenic plants and yeast culture system2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiya MURANAKA
    • 学会等名
      2nd SBJ Symposium
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 実験医学別冊、論文だけではわからないゲノム編集成功の秘訣Q6A2016

    • 著者名/発表者名
      山本卓(編)、村中俊哉、他
    • 総ページ数
      268
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] ゲノム編集入門2016

    • 著者名/発表者名
      山本卓(編)、村中俊哉、他
    • 総ページ数
      226
    • 出版者
      裳華房
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 進化するゲノム編集技術2015

    • 著者名/発表者名
      安本周平,關光,村中俊哉 他
    • 総ページ数
      386
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 実験医学別冊 論文だけではわからないゲノム編集成功の秘訣 Q&A2015

    • 著者名/発表者名
      安本周平,關光,刑部祐里子,刑部敬史,村中俊哉 他
    • 総ページ数
      268
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 村中研究室ホームページ

    • URL

      http://www.bio.eng.osaka-u.ac.jp/pl/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 22α位がヒドロキシ基である五環系トリテルペン化合物の製造方法2016

    • 発明者名
      村中俊哉、関光、福島エリオデット、安本周平
    • 権利者名
      村中俊哉、関光、福島エリオデット、安本周平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-016511
    • 出願年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2021-01-27  

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