| 研究課題/領域番号 |
19H02921
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38060:応用分子細胞生物学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
村中 俊哉 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60342862)
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| 研究分担者 |
平賀 勧 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 上級研究員 (30332472)
石本 政男 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 次世代作物開発研究センター, 研究領域長 (20355134)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 合成生物学 / ゲノム編集 / 代謝工学 / バイオプロダクション / 糖転移酵素 / 植物特化代謝物 / 代謝デザイン / 植物バイオテクノロジー / 植物特化代謝 / トリテルペノイド / グリチルリチン / ダイズ / 出芽酵母 / サポニン / セルロース合成酵素 / カンゾウ / 機能性物質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自ら動くことができない植物は多種多様な化合物を作り、環境に適応して巧みに生存しています。植物がつくる化合物のうち、「トリテルペノイドサポニン」はさまざまな生理活性を有する重要な物質群です。本研究では、トリテルペノイドサポニンが植物の中でどのようにつくられ、どのような働きを示すか？またより高機能なトリテルペノイドサポニンを人工的にデザインできないかについて研究を行います。これにより将来、より環境に強い植物を作り出すことや、健康機能性が高い植物を作ることが期待できます。
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| 研究成果の概要 |
炭素数30を基盤骨格とするトリテルペノイドは、糖転移酵素により部位特異的な修飾を受け、多様な生物活性を有するトリテルペノイドサポニンとして生合成される。本研究において、セルロース合成酵素に類似した酵素群の一つが、オレナン型トリテルペノイドのC-3位にUDP-グルクロン酸を転移する酵素であることを初めて明らかにし、CSyGTと命名した。さらに、CSyGTは、小胞体に局在していること、出芽酵母で、グリチルリチン生合成に関わる計7種の植物由来遺伝子を導入することにより、グリチルリチンまでの生合成系が再構築できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでトリテルペノイドにUDP糖を転移する酵素は、UDP糖依存型糖転移酵素（UDG）に分類される酵素群であると信じられてきたが、発想を転換し、遺伝子共発現解析と、より広義な糖転移酵素群に検索枠を広げた結果、これまで予想もつかなかった、CSyGTがオレナン型トリテルペノイドアグリコンのC-3位にグルクロン酸を転移する酵素であるという、画期的な成果を得ることができた学術的意義は大きい。また、本酵素遺伝子を用いてゲノム編集技術を駆使することにより、酵母のみならず植物細胞・組織によるバイオプロダクションの道筋を示すことができ社会的意義も大きい。
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