2019 年度研究成果報告書

二次代謝を制御する転写因子群の機能多様性の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	17K07447
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	植物分子・生理科学
研究機関	奈良先端科学技術大学院大学
研究代表者	庄司翼奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (40343272)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	転写因子 / ジャスモン酸 / 二次代謝
研究成果の概要	タバコの根において、ニコチン経路に含まれる一連の生合成遺伝子は１対のJA応答性ERF転写因子ERF189とERF199によって協調的に転写活性化される。N.benthamianaの葉においてERF189を一過的に過剰発現することでアルカロイド合成・蓄積を誘導できた。ERF189を構成的もしくは葉特異的に過剰発現することで葉におけるアルカロイド蓄積を増大することができたが、植物の生育には悪い影響があることが分かった。一方、ゲノム編集技術によりERF189とERF199を破壊した場合、植物の生育には影響を与えることなく、顕著なアルカロイド蓄積の抑制がみられた。
自由記述の分野	植物分子生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	従来、数多くの酵素反応から構成される複雑な天然物の生産性を植物体で向上させる方策として、少数の酵素反応ステップを増強することで代謝改変が試みられてきた。しかし、多くの場合１つの反応ステップが増強されてもまた別の段階が律速となり、最終代謝産物の生産性を大幅に増大することは困難であった。マスター制御遺伝子を用いて、天然物代謝系全体の活性を包括的に増大させることにより、従来の代謝工学ではなし得なかった高レベルな生産性の増強が可能になる。