| 研究課題/領域番号 |
20K05778
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
石川 覚 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, グループ長 (40354005)
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| 研究分担者 |
安部 匡 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (70729201)
倉俣 正人 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 主任研究員 (80826991)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ヒ素 / イネ / ファイトケラチン / カドミウム / ゲノム編集 / 食の安全 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
コメはヒトに対して毒性の高い無機ヒ素の主要な摂取源である。それゆえ、コメの無機ヒ素濃度を減らすことは喫緊の課題である。申請らはコメの無機ヒ素濃度を抑制する遺伝子の一つとしてファイトケラチン合成酵素遺伝子OsPCS1を発見した。亜ヒ酸はOsPCS1が合成するファイトケラチンと抱合体を形成することで液胞内に隔離される。よって、OsPCS1の機能強化はコメのヒ素濃度を大幅に低下させることが期待できる。本研究は、ヒ素によるファイトケラチン合成酵素活性の上昇に必要なアミノ酸部位を特定し、酵素活性を高めたゲノム編集イネを作製し、コメ中の無機ヒ素濃度を減らすことを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究はヒ素によるファイトケラチン合成酵素（OsPCS1）活性が上昇した低ヒ素イネの作出を目指し、以下の成果を得た。OsPCS1のC末端領域に変異を入れたDNA断片を組換え酵母株に導入し、ヒ素耐性スクリーニングを行ったところ、いくつかの変異型OsPCS1導入により、酵母のヒ素耐性が高まった。さらに得られたヒ素耐性OsPCS1クローンから大腸菌でOsPCS1酵素を生産させたところ、野生型のOsPCS1よりもヒ素添加によってファイトケラチン合成量が高まった。今後はゲノム編集によりOsPCS1活性が高まったイネを作出し、コメのヒ素濃度を調べる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究はイネのファイトケラチン合成酵素のヒ素応答性に関して、活性化に必要なアミノ酸部位やヒ素とその他金属の認識応答性の違いを解明する研究につながる。さらにファイトケラチン合成酵素の機能強化はヒ素だけなく、カドミウム等の有害金属の作物可食部への蓄積を抑制することが可能になると思われる。
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