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汚染物質輸送因子MLPのゲノム編集によるウリ科作物の汚染低減化

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ3226
補助金の研究課題番号 22J10007 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分38040:生物有機化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

藤田 健太郎  大阪大学, 薬学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードウリ科作物 / X線結晶構造解析 / 構造生物学 / 長距離輸送
研究開始時の研究の概要

ウリ科作物は、土壌中に残留していた残留性有機汚染物質 (POPs) を地上部に蓄積する。これには、ウリ科作物ズッキーニから同定されたタンパク質であるMajor latex-like protein (MLP) が関与する。MLPは土壌中のPOPsと根で結合し、結合した状態で導管へ移行する。その結果、POPsは地上部に輸送され、蓄積する。本研究では、MLPとPOPsの結合における構造基盤を解明する。そして、POPsに対する結合親和性が低下するように構造改変したMLPを植物体内に発現させ、POPs蓄積能を評価する。これにより、ウリ科作物におけるPOPs汚染の低減化を目指す。

研究実績の概要

ウリ科作物は、有機汚染物質を果実や葉などの地上部に高濃度に蓄積する。これは、ズッキーニから同定されたタンパク質であるmajor latex-like protein (MLP) が深く関与する。MLPは、有機汚染物質と根で結合した後、導管を介して有機汚染物質を地上部に輸送する。本研究は、ウリ科作物における有機汚染物質の輸送因子であるMLPの機能制御により、有機汚染物質の蓄積抑制を目的とした。
今年度は、MLPと有機汚染物質の相互作用部位の同定を行った。第一 に、X線結晶構造解析により、MLPと有機汚染物質の相互作用部位を選抜した。MLPの結晶化の際に、有機汚染物質を加えて共結晶を作製し、X線を照射した。有機汚染物質の電子密度から、MLPにおける有機汚染物質との相互作用部位を選抜した。第二に、相互作用部位を別のアミノ酸に変異させた変異MLPを作製し、変異MLPと有機汚染物質の結合親和性をin vitroで評価した。結合親和性が大きく変化した変異部位を、有機汚染物質と相互作用するアミノ酸として同定した。その結果、複数のアミノ酸の同定に至った。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Genome-wide identifi cation and characterization of majorlatex-like protein genes responsible for the crop contamination inCucurbita pepo2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita K, Chitose N, Chujo M, Komura S, Sonoda C, Yoshida M,Inui H
    • 雑誌名

      Molecular Biology Reports

      巻: 49 号: 8 ページ: 8-8

    • DOI

      10.1007/s11033-022-07602-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AN1/A20 zinc-fi nger proteins positively regulate major latex-likeproteins, transporting factors for dioxin-like compounds inCucurbita pepo2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita K, Yoshihara R, Hirota M, Goto J, Sonoda C, Inui H
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 305 ページ: 135536-135536

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2022.135536

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 転写因子ZFPによる汚染物質輸送タンパク質の誘導を介したウリ科作物の汚染2023

    • 著者名/発表者名
      藤田健太郎, 吉原亮平, 廣田又士, 後藤純弥, 園田千紘, 乾秀之
    • 学会等名
      第48回日本農薬学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ウリ科作物におけるPOPs蓄積の分子基盤2022

    • 著者名/発表者名
      藤田健太郎, 乾秀之
    • 学会等名
      第30回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-03-26  

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