| 研究課題/領域番号 |
22K19212
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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40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
一瀬 博文 九州大学, 農学研究院, 准教授 (00432948)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | セスキテルペン合成酵素 / 担子菌 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
担子菌（キノコ）に由来するセスキテルペン合成酵素をひとつの実験例として、新奇な酵素機能を生み出す技術戦略を確立し、遺伝子工学を軸とするモノ創りバイオ技術に新概念を与える。「生物は不都合な酵素活性を封印しながら進化した」という作業仮説に基づき、「封印された酵素を遺伝子工学的に逆進化させることでユニークな機能が誕生する」ことを実証する。本挑戦が結実すれば、担子菌のSTSを例として「不活化された酵素が逆進化によってスーパー酵素に変貌する」という新たな研究概念が誕生する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では「生物は不都合な酵素活性を封印しながら進化した」という仮説に基づき、現存する担子菌において活性を失ったセスキテルペン合成酵素(STS)の機能を復元することで新奇天然物の合成を試みた。各種担子菌に由来する不活性なSTS遺伝子を対象に、ゲノム配列から推定されるSTSのcDNAを人為的に調製することでSTS機能を発現させることに成功した。また、酵素活性を示さないSTSどうしの遺伝子を人為的に置換したキメラ酵素を作出したところ、強い酵素活性を発現して新規なセスキテルペンを産生することが示された。本研究で得られた化合物およびその誘導体が担子菌の生物機能に重要な役割を果たすことも考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、担子菌の進化過程で活性を喪失したと考えられるセスキテルペン合成酵素に焦点をあて、その活性を復元することで新規化合物が獲得可能となることを示した。担子菌類には非常に多くのSTS遺伝子が見出される一方で、これらの中には酵素活性を示さない分子種も多く存在する。本研究は、不活性なSTSを人為的に改変することでユニークなセスキテルペン合成活性が発現することを明らかにした例であり、本研究を基軸として様々なセスキテルペンの合成が可能になると期待される。
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