研究課題
基盤研究(B)
我々は繊維細胞において二次細胞壁を形成しないnst1 nst3二重変異体に、ERF転写因子を発現させることにより、一次壁成分を二次壁様に肥厚させることに成功した。さらに、追加でLXM転写因子を発現させてリグニンを追加沈着させることに成功し、強度が向上していることを確認した。しかし、Gリグニンに富んだ組成になっていることが示唆され、通常の野生株の繊維細胞に蓄積するリグニンとは異なるように思われた。そこで、リグニンのS/G比の制御にかかわる遺伝子をさらに追加で発現させたところ、Sリグニンの割合を増やせることが分かり、一次細胞壁様細胞壁にもSリグニンに富んだリグニンを形成させられることが分かった。
植物の二次細胞壁とは木質のことであり、結晶化したセルロースとリグニンなどから成る強固なポリマー複合体である。これまで、それを別の細胞壁に置き換えるようなことは誰も考えついていなかったが、われわれは二次細胞壁を、リグニンを持たない一次細胞壁様の細胞壁に置き換えることに成功した。さらに、遺伝子操作によってそこにリグニンを足したり、リグニンの組成比まで変化させて構造を強固にすることにも成功し、人工的に、植物の細胞壁、木質をデザインしたり、置き換えたりすることが可能であることを実証した。この成果は将来的にバイオマスの利用効率を高めることで二酸化炭素排出削減などにつながると考えている。
すべて 2021 2018
すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)
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