| 研究領域 | 代謝アダプテーションのトランスオミクス解析 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H04852
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
平井 優美 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (90415274)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | ゲノムスケールモデル / トランスクリプトーム / メタボローム / 乾燥ストレス / 環境ストレス / トランスレートーム / シロイヌナズナ / フラックスバランス解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シロイヌナズナのゲノムスケール代謝モデルを基に、乾燥条件下で取得するトランスクリプトームおよびトランスレートームデータの利用によって乾燥条件固有モデルを構築して、乾燥条件下でのフラックスを推定する。また、乾燥条件下で転写産物量の制御によってフラックスが決定される代謝反応、翻訳量の制御によって決定される代謝反応を明らかにするとともに、乾燥ストレスへの代謝アダプテーションを実現する鍵となる代謝反応
（酵素遺伝子）を同定する。
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| 研究実績の概要 |
昨年度までに、メタボロームデータを用いて代謝アダプテーションを実現する鍵となる代謝産物を同定する機械学習の手法を確立することができた。そこで今年度は、ゲノムスケールの代謝モデルを構築するための新たな方法論の開発に取り組んだほか、ウェットな実験を他の植物種に展開して研究を発展させた。
乾燥ストレスに晒された植物では代謝アダプテーションが起こり、乾燥ストレス耐性を付与する代謝産物が蓄積する。そのような代謝産物の一つに、セリン由来の化合物がある。そこで、セリン生合成に関わる酵素遺伝子に着目し、基部陸上植物のモデルであるゼニゴケ（Marchantia polymorpha)を用いた研究を行った。セリン生合成リン酸化経路の鍵酵素である3-ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ（PGDH）をコードする遺伝子MpPGDHの発現をゲノム編集によって抑制した変異株を作出した。光条件やCO2濃度などを変化させたいくつかの異なる栽培条件において、成長・発生に関する表現型を肉眼および電子顕微鏡レベルで明らかにし、さらにメタボロームとリピドームのトランスオミクス解析を行って、当該酵素遺伝子の生理機能を明らかにした。成果をプレプリント誌にて公開し、査読有りの雑誌にも投稿した（Wang et al. under revision）。また、同変異株のトランスクリプトーム解析を現在実施中である。さらにゲノムスケールの代謝モデルについての論文を執筆中である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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