| 研究課題/領域番号 |
20K21322
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分39:生産環境農学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
泉 正範 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (80714956)
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| 研究分担者 |
草野 修平 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (80759291)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 葉緑体 / 植物 / オートファジー / ケミカルバイオロジー / イネ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
太陽光エネルギーを利用し、大気中の二酸化炭素から炭水化物を生産する「光合成反応」の効率は、作物の収量と品質を強く規定します。しかしながら、葉の光合成の最大活性が発揮されるのは葉が若い短い期間であり、実際に光合成を担っている細胞内小器官の「葉緑体」が分解されることで次第に減衰していきます。本研究では、この植物の老化現象を、特定の時期や部位を狙ってとめることができる薬剤を開発し、作物の光合成産物を増やす新しい技術の実現に挑みます。
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| 研究成果の概要 |
植物の葉は、展開した後に、光合成を担うオルガネラである葉緑体が分解されることで光合成効率が徐々に減衰していく。本研究では、この分解現象を特定の時期や部位を狙って遅らせることで、光合成産物を増加させる技術の開発につなげるため、葉緑体の分解現象を抑制する小分子化合物の開発に挑戦した。化合物ライブラリからのスクリーニング、得られたヒット化合物の詳細な活性評価、構造活性相関解析を行い、葉の老化過程で葉緑体を部分的に分解するオートファジー経路を抑制する化合物を同定することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物の葉の光合成活性は、作物の生産性に強く関わる重要な形質である。今回同定された小分子化合物群は、遺伝子組み換え技術を用いずとも、葉に散布するだけで光合成の減退を抑え、光合成産物の量を増加させる技術・薬剤開発の基礎となり得る成果であり、今後の学術研究や作物生産技術の新しい発展を可能にすることが期待される。また、本解析で同定した小分子化合物の情報をもとに、その生体内での結合ターゲットを同定する基礎研究が進んでいくことで、多くが未解明である葉緑体オートファジーの分子機構解明が進展することも期待できる。
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