| 研究課題/領域番号 |
21K06110
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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43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
森脇 由隆 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (70751303)
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| 研究分担者 |
村瀬 浩司 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (50467693)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 農芸化学 / タンパク質科学 / タンパク質構造予測 / 自家不和合性 / タンパク質の立体構造予測 / アブラナ科植物 / 計算科学 / 蛋白質科学 / 蛋白質設計 / 生物物理学 / 分子動力学 / タンパク質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物の自家不和合性とは、遺伝的多様性を維持するために自己の花粉を拒否し他の株からの花粉を獲得する機構のことである。しかし、この自家不和合性は野菜生産の現場において、望ましい形質を持つ植物個体の遺伝子を保存する上で障害となることがあり、これを人工的に制御する技術の開発が望まれている。当該研究代表者と分担者はアブラナ科植物の自家不和合性を制御するタンパク質SRK/SP11複合体についてハプロタイプ網羅的な解析論文を発表した。この内容を発展させ、本研究では人為的に自家不和合性を制御する改変SP11を創出することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究ではアブラナ科の自家不和合性を制御するタンパク質、SRKとSP11の配列相同性と構造についてのMultiple sequence alignment（MSA）と、2021年登場されたAlphaFold2とColabFoldを組み合わせることで、非常に困難とされたこれらのタンパク質の高信頼度な構造モデリングを可能にすることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
SRK, SP11タンパク質構造およびそれらの複合体の高精度な予測が可能になったことで、アブラナ科の自家不和合性機構が構造的に可視化され、分子論的な理解が大きく進むことが期待される。また、この研究成果を元に将来的に人工的なSP11分子の創出を行うことでアブラナ植物の受粉機構を人為的に制御することが可能になれば、我々人類の食卓に上る、キャベツ、ブロッコリー、小松菜などの主要なアブラナ科の野菜を生産する育種現場において、遺伝的に望ましい形質を持つ品種を選択的に保存または改変することができるようになることが期待される。
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