| 研究課題/領域番号 |
21K05511
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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38060:応用分子細胞生物学関連
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| 研究機関 | 山形大学 (2023)
国立研究開発法人理化学研究所 (2021-2022) |
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研究代表者 |
野村 俊尚 山形大学, 農学部, 准教授 (20722771)
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| 研究分担者 |
松島 良 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80403476)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | ユーグレナ / パラミロン / 貯蔵多糖 / ゲノム編集 / 形態形成 / パラミロン粒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ユーグレナは、貯蔵多糖としてβ-1,3-グルカンの結晶であるパラミロン粒を蓄積する。パラミロン粒のサイズや個数、形状はユーグレナ種内で多様性を示し、これらを制御する何らかの機構が存在すると推察されるが、その実態は不明である。また、パラミロンは食品機能性成分やバイオプラスチックの原料として昨今注目されており、利活用の効率化につながるパラミロン粒サイズを制御する技術の開発ニーズも高まっている。そこで、ゲノム編集ベースの遺伝子スクリーニングなど独自開発した手法を駆使することで、ユーグレナにおけるパラミロン粒のサイズや個数、形状制御に関わる分子機構を明らかにすることを目的とした研究を実施する。
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| 研究成果の概要 |
ユーグレナを対象に、貯蔵多糖であるパラミロン合成・顆粒形成の制御機構の解明を目的として研究を行った。まず、パラミロン粒形成が、糖(グルコース)添加により誘導され、添加濃度に応じて含有量や粒サイズが増加することを確認した。次に、糖添加がパラミロン合成酵素タンパク量を増加させることを見出した。この結果から、糖添加によりパラミロン合成・顆粒形成の関連遺伝子の発現量が増加する可能性が示唆された。そこで、糖添加条件でのRNA-Seqを行い、発現量が上昇した遺伝子群を見出した。これらの中にパラミロン合成・顆粒形成に関与する因子が含まれる可能性を想定し、今後解析を進めていく予定である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、ユーグレナにおけるパラミロン合成や顆粒形成の制御機構の一端が明らかになった。また、新たなゲノム編集ツールを用いた標的遺伝子破壊や塩基書換え、タグ配列挿入法を開発し、本種における研究手法を拡充した。本研究で得た知見や技術を基盤に、今後の更なる学術的な研究推進が期待される。パラミロンは、免疫賦活作用やインスリン分泌促進作用などを有することが、近年明らかになると共に、バイオプラスチックなどのバイオ化成品原料としての利活用が進められている。本研究で明らかとなったパラミロン合成および顆粒形成に関する基礎的知見は、パラミロン生産や利活用といった応用に貢献することが期待される。
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