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2017 年度 実績報告書

進化過程に隠されたジベレリン起源物質の構造解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H04492
研究機関東京大学

研究代表者

中嶋 正敏  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (50237278)

研究分担者 川出 洋  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20291916)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードコケ植物 / 分化誘導物質 / 生理活性物質 / ジベレリン / ジテルペン
研究実績の概要

ジベレリンの合成中間体であるent-カウレン酸(KA)から代謝され、ヒメツリガネゴケの分化を誘導する活性型代謝物として、KAの3位が水酸化された3OH-KAを同定した。加えてNGS解析からの成果としてKAの 2位を水酸化する酵素(KA2ox)遺伝子を特定し、2OH-KA合成過程が不活性化反応であることも示した。さらに、KA2ox遺伝子の発現応答様式を解析して、上記3OH-KAが活性本体であることも示した。これらの研究成果は3月中旬に査読付き原著論文として受理され、公表の機会を得た(Miyazaki et al.印刷中)。
具体的な成果を挙げる。〔①〕3OH-KAはKAと比較して生理活性強度が大きく上昇した。〔②〕KA代謝物追跡系に倣い、KA合成能欠損変異体に対して3OH-KAを投与することにより3OH-KA代謝物の追跡を展開したが、生体からの抽出・精製・生物検定評価を経た結果、新たな活性物質の存在を認めなかった。〔③〕他方、次世代シーケンサを用いた網羅的発現解析から、KA分子内の2位に水酸基を付与するent-カウレン酸2位水酸化酵素(KA 2-oxidase)をコードする遺伝子を特定した。〔④〕2OH-KAはKAと比べて生理活性が大きく低下した。〔⑤〕KA 2-oxidase酵素遺伝子に関する欠損変異体を作出したところ、定常レベルで細胞分化を生じやすい形質を持つことを確認した。〔⑥〕さらに、次世代シーケンサ実施時よりも短時間の投与処理条件(投与後6時間)におけるKA2ox酵素遺伝子の発現はKA投与に応答しない一方で、3OH-KA投与では明瞭に増加することを確認した。上記①②⑥の観点から、3OH-KAが永年追跡対象に据えてきた「ジベレリン起源物質」とも呼ぶべき活性本体であり、③④⑤の観点から2OH-KAへの変換反応は不活性化の過程と結論した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Characterization of moss ent-kaurene oxidase (CYP701B1) using a highly purified preparation2018

    • 著者名/発表者名
      Chisato Noguchi, Sho Miyazaki, Hiroshi Kawaide, Osamu Gotoh, Yuzo Yoshida and Yuri Aoyama
    • 雑誌名

      Journal of Biochemistry

      巻: 163 ページ: 69-76

    • DOI

      10.1093/jb/mvx063

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An ancestral gibberellin in a moss Physcomitrella patens2018

    • 著者名/発表者名
      Sho Miyazaki, Mariho Hara, Shinsaku Ito, Keisuke Tanaka, Tadao Asami, Ken-ichiro Hayashi, Hiroshi Kawaide and Masatoshi Nakajima
    • 雑誌名

      Molecular Plant

      巻: (unknow) ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.molp.2018.03.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assays of Protonemal Growth Responses in Physcomitrella patens under Blue- and Red-light Stimuli2018

    • 著者名/発表者名
      Sho Miyazaki, Masatoshi Nakajima and Hiroshi Kawaide
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: (nknown) ページ: Accepted

    • DOI

      (unknown)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Helminthosporic acid functions as an agonist for gibberellin receptor2017

    • 著者名/発表者名
      Sho Miyazaki, Jiang Kai, Masatomo Kobayashi, Tadao Asami and Masatoshi Nakajima
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology and Biochemistry

      巻: 81 ページ: 2152-2159

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1381018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In planta functions of cytochrome P450 monooxygenase genes in the phytocassane biosynthetic gene cluster on rice chromosome 22017

    • 著者名/発表者名
      Zhongfeng Ye, Kohei Yamazaki, Hiromi Minoda, Koji Miyamoto, Sho Miyazaki, Hiroshi Kawaide, Arata Yajima, Hideaki Nojiri, Hisakazu Yamane and Kazunori Okada
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology and Biochemistry

      巻: 20 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1398067

    • 査読あり
  • [学会発表] 陸上植物における生理活性ジテルペノイドの生合成にみられる機能進化2018

    • 著者名/発表者名
      川出 洋, 宮崎 翔, 林 謙一郎, 岡田 憲典, 中嶋 正敏
    • 学会等名
      農芸化学会2018年度大会, 名古屋
    • 招待講演
  • [学会発表] 下等植物から高等植物に至るent-kaurene合成酵素の機能進化2018

    • 著者名/発表者名
      福田 和佳子, 宮崎 翔, 牧野 晴香, 木村 穂乃香, 貝沼 遼介, 安藤 朋子, 夏目 雅裕,野崎 浩, 林 謙一郎, 川出 洋
    • 学会等名
      農芸化学会2018年度大会, 名古屋
  • [学会発表] 蘚類におけるジャスモン酸類の探索と生理活性の追究2018

    • 著者名/発表者名
      照屋 美優、藤原 薫、宮本 皓司、山根 久和、新屋 友規、ガリス イバン、林 謙一郎、宮崎 翔、中嶋 正敏、野尻 秀昭、岡田 憲典
    • 学会等名
      農芸化学会2018年度大会, 名古屋
  • [学会発表] 原始ジベレリン様成長制御物質の同定2018

    • 著者名/発表者名
      宮崎 翔, 原 万里穂, 伊藤 晋作, 田中 啓介, 川出 洋, 林 謙一郎, 浅見 忠男, 中嶋 正敏
    • 学会等名
      農芸化学会2018年度大会, 名古屋
  • [学会発表] An ancestral gibberellin biosynthetic pathway in the moss2017

    • 著者名/発表者名
      Sho Miyazaki, Mariho Hara, Shinsaku Ito, Keisuke Tanaka, Tadao Asami, Ken-ichiro Hayashi, Hiroshi Kawaide, Masatoshi Nakajima
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] ハイゴケ由来の相同性の高い二つのジテルペン環化酵素の構造と機能における進化的関係2017

    • 著者名/発表者名
      福田 和佳子, 宮崎 翔, 牧野 晴香, 木村 穂乃香, 貝沼 遼介, 安藤 朋子, 夏目 雅裕,野崎 浩, 林 謙一郎, 川出 洋
    • 学会等名
      植物化学調節学会第52回大会, 鹿児島
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケの原糸体の分化を促す化合物の活性評価2017

    • 著者名/発表者名
      小野 真太郎, 梁 彩東, 宮崎 翔, 林 謙一郎, 川出 洋, 浅見 忠男, 中嶋 正敏
    • 学会等名
      植物化学調節学会第52回大会, 鹿児島
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ原糸体の分化制御に関わる新奇生理活性物質の同定2017

    • 著者名/発表者名
      宮崎 翔, 原 万里穂, 伊藤 晋作, 田中 啓介, 川出 洋, 林 謙一郎, 浅見 忠男, 中嶋 正敏
    • 学会等名
      植物化学調節学会第52回大会, 鹿児島

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公開日: 2018-12-17  

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