ニコチンをモデルとした植物アルカロイド転流の包括的解明と物質生産への基盤構築

• 研究課題/領域番号: 25712012
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 神戸薬科大学
• 研究代表者: 士反 伸和 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (20547880)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円); 2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2014年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2013年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: アルカロイド / 輸送 / 植物 / タバコ / ニコチン / MATE / トランスポーター / 転流 / MATE transporter

研究成果の概要

植物は外敵から身を守るため、アルカロイドなど生理活性物質を生産する。これら物質は特定の器官や細胞内小器官に蓄積されるが、その輸送機構の知見は限られている。本研究では、根で生合成され葉に蓄積されるタバコのニコチンをアルカロイド転流のモデルとして、輸送体の解析を行った。葉の液胞膜に局在するJAT2や根の細胞膜に局在するNUP1など複数の輸送体を同定・解析し、ニコチンの転流機構について多くの成果を得た。

研究成果

• [国際共同研究] Ghent University(ベルギー)
• [国際共同研究] Ghent University(ベルギー)
• [雑誌論文] Secondary metabolites in plants: transport and self-tolerance mechanisms (2016)
  • 著者名/発表者名: Shitan N.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 4 号: 7 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1151344
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Translocation and accumulation of nicotine via distinct spatio-temporal regulation of nicotine transporters in Nicotiana tabacum (2015)
  • 著者名/発表者名: Shitan N., Hayashida M., Yazaki K.
  • 雑誌名: Plant Signaling and Behavior 巻: 10 (7) 号: 7 ページ: e1035852-e1035852
  • DOI: 10.1080/15592324.2015.1035852
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tobacco NUP1 transports both tobacco alkaloids and vitamin B6. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato K., Shitan N., Shoji T., Hashimoto T.
  • 雑誌名: Phytochemistry 巻: 113 ページ: 33-40
  • DOI: 10.1016/j.phytochem.2014.05.011
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Involvement of the leaf-specific multidrug and toxic compound extrusion (MATE) transporter Nt-JAT2 in vacuolar sequestration of nicotine in Nicotiana tabacum. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shitan N., Minami S., Morita M., Hayashida M., Ito S., Takanashi K., Omote H., Moriyama Y., Sugiyama A., Goossens A., Moriyasu M., Yazaki K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9(9) 号: 9 ページ: e108789-e108789
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0108789
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alkaloid transporters in plants. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shitan N., Kato K., Shoji T.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 31 ページ: 453-463
  • NAID: 130004721176
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The multidrug and toxic compound extrusion (MATE) family in plants (2014)
  • 著者名/発表者名: Takanashi K., Shitan N., Yazaki K.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 31 ページ: 417-430
  • NAID: 130004704199
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New insights into the transport mechanisms in plant vacuoles. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shitan N., Yazaki K.
  • 雑誌名: Int Rev Cell Mol Biol 巻: 305 ページ: 383-433
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-407695-2.00009-3
• [学会発表] 植物二次代謝生産における輸送蓄積機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 士反 伸和
  • 学会等名: Kobe Plant Science研究会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2016-07-19
• [学会発表] Nicotine translocation and accumulation via distinct spatio-temporal regulation of nicotine transporters in Nicotiana tabacum (2016)
  • 著者名/発表者名: Shitan N., Minami S., Morita M., Hayashida M., Tsuyama T., Moriyama Y., K Takabe., Goossens A. Yazaki K.
  • 学会等名: 17th International Workshop on Plant Membrane Biology
  • 発表場所: Annapolis, USA
  • 年月日: 2016-06-06
  • 国際学会
• [学会発表] タバコ植物におけるニコチン輸送プリンパーミアーゼの探索と組織発現解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 士反 伸和、大谷 彩、脇野 真菜、大谷 綾香理、後藤 弓絵、加藤 啓太
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 植物二次代謝生産における自己耐性と輸送の分子機構に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 士反 伸和
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部 第490回講演会・ミニシンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] タバコプリンパーミアーゼ遺伝子の組織発現解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 士反 伸和、大谷彩、脇野真菜、加藤啓太
  • 学会等名: 第１０回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-06-20
• [学会発表] 葉特異的な発現をするタバコMATE型トランスポーターNt-JAT2の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 士反 伸和，南 翔太，森田 匡彦，林田 南帆，伊藤 慎悟, 高梨 功次郎, 杉山 暁史，表 弘志, 森山 芳則， Alain Goossens，守安 正恭，矢崎 一史
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] タバコ植物体におけるプリンパーミアーゼ遺伝子の組織発現解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大谷彩、脇野真菜、加藤啓太、士反伸和
  • 学会等名: 日本薬学会 第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるPUP型輸送体遺伝子の発現解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 脇野真菜、大谷彩、加藤啓太、士反伸和
  • 学会等名: 日本薬学会 第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 植物二次代謝生産における自己耐性と輸送の分子機構に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 士反 伸和
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-26
• [学会発表] タバコ植物におけるニコチン転流機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 士反 伸和, 南 翔太, 加藤 啓太, 森田 匡彦, 庄司 翼, Alain Goossens, 橋本 隆, 矢崎 一史
  • 学会等名: 第２０回天然薬物の開発と応用シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-06
• [学会発表] タバコ植物におけるpurine permease like transporterの機能解析
  • 著者名/発表者名: 加藤 啓太、庄司 翼、士反 伸和、橋本 隆
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] ニコチン輸送体Nt-C215の発現を変化させた形質転換植物体・培養細胞の作出と選抜
  • 著者名/発表者名: 四方 純子、士反 伸和、宮坂 萌菜、後藤 真紀子、芦田 理沙、林田 南帆、古市 智子、Dirk Inze、Alain Goossens、矢崎 一史、守安 正恭
  • 学会等名: 第8回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] タバコ植物体におけるニコチントランスポーターの発現様式の解明
  • 著者名/発表者名: 林田 南帆、士反 伸和、南 翔太、森田 匡彦、伊藤 慎悟、四方 純子、森田 淳子、Alain Goossens、Dirk Inze、矢崎 一史、守安 正恭
  • 学会等名: 第8回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 熊本
• [備考] 神戸薬科大学 生薬化学研究室
  • URL: http://www.kobepharma-u.ac.jp/edrs/faculty_member_list/natural_medicinal_chemistry.html