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植物利用型有用タンパク質生産における環境制御とその効果の機構解明に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03893
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 農業環境・情報工学
研究機関東京大学

研究代表者

松田 怜  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20547228)

研究分担者 富士原 和宏  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30211535)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード環境制御 / バイオ医薬品 / 植物工場 / 一過性遺伝子発現 / ベンサミアナタバコ / インフルエンザワクチン / ヘマグルチニン / 温室 / 人工光型植物工場 / 遺伝子発現 / 小胞体ストレス / 植物利用型有用タンパク質生産 / 二酸化炭素施用 / 農業工学 / 環境 / 植物 / バイオテクノロジー / 蛋白質
研究成果の概要

一過性遺伝子発現法を用いた植物利用型有用タンパク質生産における,遺伝子導入前後の栽培環境条件の影響,および遺伝子導入後の気温が有用タンパク質生産量に及ぼす影響のメカニズムを明らかにすることを目的とした。遺伝子導入後の高PPFDおよび高CO2濃度がヘマグルチニン(HA)生産に必ずしも効果的ではないこと,および遺伝子導入前のPPFDおよび気温制御が遺伝子導入後のHA生産にとって重要であることが明らかとなった。また,遺伝子導入後に特定の気温条件で観察される葉のネクロシスに小胞体ストレスが関与することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一過性遺伝子発現法を用いた植物利用型有用タンパク質生産において,遺伝子導入前後の環境制御の効果と,その効果の合理的解釈に関する知見が得られた。また,遺伝子発現の定量解析により,環境制御の効果をもたらす生理的メカニズムの一端が明らかになった。いずれも,実用的な植物利用型有用タンパク質生産において有用な知見となりうると考える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] ルイビル大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ルイビル大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of environmental conditions before gene transfer on the amount of influenza hemagglutinin transiently expressed in <I>Nicotiana benthamiana</I> leaves2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R., A. Ueno, K. Fujiwara
    • 雑誌名

      農業気象

      巻: 75 号: 3 ページ: 129-136

    • DOI

      10.2480/agrmet.D-18-00050

    • NAID

      130007677014

    • ISSN
      0021-8588, 1881-0136
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gas exchange rates decrease and leaf temperature increases in Nicotiana benthamiana leaves transiently overexpressing hemagglutinin in an Agrobacterium-assisted viral vector system2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R., A. Ueno, H. Nakaigawa, K. Fujiwara
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 9 ページ: 1315-1315

    • DOI

      10.3389/fpls.2018.01315

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物を利用した医薬用タンパク質生産のための環境調節2018

    • 著者名/発表者名
      松田 怜・藤内直道
    • 雑誌名

      関東の農業気象

      巻: 44 ページ: 6-11

    • NAID

      40021691857

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Agroinfiltration of leaves for deconstructed viral vector-based transient gene expression: infiltrated leaf area affects recombinant hemagglutinin yield2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R., T. Kushibiki, N. Fujiuchi, K. Fujiwara
    • 雑誌名

      Horticulture, Environment, and Biotechnology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Engineering, physiology, and biotechnology: research efforts toward next-generation controlled environment agriculture2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R.
    • 学会等名
      American Society for Horticultural Science 2019 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plant-based influenza hemagglutinin production under controlled environment: efforts toward optimizing plant growth conditions for a transient gene expression system2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R.
    • 学会等名
      PBVAB 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of temperature post inoculation on hemagglutinin transcription in Nicotiana benthamiana leaves in Agrobacterium-mediated transient gene expression2019

    • 著者名/発表者名
      Atsumi, K., Y. Oh, N. Matoba, K. Fujiwara, R. Matsuda
    • 学会等名
      PBVAB 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一過性遺伝子発現法における遺伝子導入前の栽培環境が葉内ワクチン含量に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      松田 怜・上野彰大・富士原和宏
    • 学会等名
      日本農業気象学会2019年全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Environment control for plant-based biopharmaceutical protein production using transient gene expression technology2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R.
    • 学会等名
      The 3rd Trilateral (Korea-China-Japan) Research Association of Plant Biotechnology Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人工光型植物工場は必要なのか?2018

    • 著者名/発表者名
      松田 怜
    • 学会等名
      日本農業気象学会75周年記念大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Environmental control for recombinant protein production in plants using transient gene expression technology2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R., N. Fujiuchi, K. Fujiwara
    • 学会等名
      GreenSys 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Environment control for recombinant protein production in Nicotiana benthamiana plants using a transient gene expression system2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R.
    • 学会等名
      PMPAsia 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-23  

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