ファイトケミカルゲノミクス:植物化学的多様性のゲノム基盤

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19201043
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 斉藤 和季 千葉大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (00146705)
• 研究分担者: 山崎 真巳 千葉大学, 大学院・薬学研究院, 准教授 (70222370) ; 吉本 尚子 千葉大学, 大学院・薬学研究院, 助教 (10415333)
• キーワード: メタボロミクス / トランスクリプトミクス / フラボノイド / シロイヌナズナ / ゲノム機能学 / システイン / アルカロイド

研究概要

前年度に引き続き、シロイヌナズナにおけるアントシアニンおよびフラボノール生合成を制御する転写因子を2個同時発現したラインを作出し、そのフラボノイド成分の探索および遺伝子発現ネットワークを解析した。その結果、野生型株Col-0、過剰発現体MYB12OX、pap1-D、WOX1-1,2の5系統についてメタボローム及びトランスクリプトームの統合解析を行った結果、WOX1-1,2においてMYB12OXのフラボノール量とpap1-Dのアントシアニン量の加算的な過剰蓄積が認められた。一方、遺伝子発現においてはWOX1特異的に発現誘導を受けているストレス応答関連遺伝子が認められた。本結果はストレス応答におけるストレス応答段階のフラボノイド蓄積、抗酸化化合物高生産と関連するフィードフォワードな制御を考える上で重要な知見である。また、システイン合成系に関与するセリンアセチル転移酵素およびベータ-置換アラニン類合成酵素遺伝子群の網羅的な解析を多重挿入転移体や組換えタンパク質を用いて行った。さらに、カンプトテシンアルカロイドを生産する細胞に特異的に発現する遺伝子の機能解析を、RNA干渉法を用いたin vivoアッセイでその機能を検討した。今年度は特にチトクロームP45O遺伝子や転写因子について検討を行った。また、同様の手法でディファレンシャルスクリーニング法を用いて、マメ科植物でのキノリチジンアルカロイド生合成に関する遺伝子の取得と機能解析をすすめた。

研究成果

• [雑誌論文] Biosynthetic system of camptothecin : an anticancer plant product. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mami Yamazaki, Takashi Asano, Yasuyo Yamazaki, Supaart Sirikantaramas, Hiroshi Sudo, Kazuki Saito
  • 雑誌名: Pure Appl.Chem. 巻: 82 ページ: 213-218
  • 査読あり
• [雑誌論文] General regulatory patterns of plant mineral nutrient depletion as revealed by serat quadruple mutants disturbed in cysteine synthesis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mutsumi Watanabe, Hans-Michael Hubberten, Kazuki Saito, Rainer Hoefgen
  • 雑誌名: Mol.Plant 巻: 3 ページ: 438-466
  • 査読あり
• [雑誌論文] the coevolution of the camptothecin biosynthetic pathway and self-resistance mechanism. (2010)
  • 著者名/発表者名: Supaart Sirikantaramas, Mami Yamazaki, Kazuki Saito
  • 雑誌名: Phytochemistry 巻: 70 ページ: 1894-1898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disruption of adenosine-5'-phosphosulphate kinase in Arabidopsis reduces levels of sulphated secondary metabolites. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sarah G.Mugford, Naoko Yoshimoto, Michael Reichelt, Markus Wirtz, Lionel Hill, Sam T.Mugford, Yoshimi Nakazato, Masaaki Noji, Hideki Takahashi, Robert Kramell, Tamara Gigolashvili, Ulf-Ingo Flugge, Claus Wasternack, Jonathan Gershenzon, Rudiger Hell, Kazuki Saito, Stanislav Kopriva
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 21 ページ: 910-927
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolomics-oriented isolation and structure elucidation of 37 compounds including two new anthocyanins from Arabidopsis thaliana. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryo Nakabayashi, Miyako Kusano, Makoto Kobayashi, Takayuki Tohge, Keiko Yonekura-Sakakibara, Noriyuki Kogure, Mami Yamazaki, Mariko Kitajima, Kazuki Saito, Hiromitsu Takayama
  • 雑誌名: Phytochemistry 巻: 70 ページ: 1017-1029
  • 査読あり
• [学会発表] メタボロミクスを基盤としたファイトケミカルゲノミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 斉藤和季
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] シロイヌナズナにおける二つのMYB遺伝子同時過剰発現による遺伝子発現及びフラボノイド蓄積への効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中林亮,榊原圭子,松田史生,峠隆之,北島満里子,高山廣光,山崎真巳,斉藤和季
  • 学会等名: 第4回メタボロームシンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20091118-20091119
• [学会発表] TDCi毛状根の代謝物変動解析に基づくカンプトテシン生合成中間体の探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林可菜英,浅野孝,佐々木亮介,飯島陽子,青木考,柴田大輔,斉藤和季,山崎真巳
  • 学会等名: 第27回日本植物細胞分子生物学会(藤沢)大会・シンポジウム
  • 発表場所: 藤沢
  • 年月日: 20090730-20090731
• [学会発表] シロイヌナズナにおける硫黄同化酵素ATPスルフリラーゼの機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉本尚子,東泰弘,勝沼咲子,水野新也,高橋秀樹,野路征昭,斉藤和季
  • 学会等名: 第27回日本植物細胞分子生物学会(藤沢)大会・シンポジウム
  • 発表場所: 藤沢
  • 年月日: 20090730-20090731
• [備考]
  • URL: http://www.p.chiba-u.ac.jp/lab/idenshi/index.htm