代謝工学による環境浄化植物の開発:ホルムアルデヒドやメタノールの除去能の増強

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22380182
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 泉井 桂 近畿大学, 先端技術総合研究所, 客員教授 (20025414)
• 研究分担者: 秋田 求 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (80258061)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: ホルムアルデヒド / メタノール / シックハウスガス / リブロースモノリン酸経路 / 酵素遺伝子導入植物 / マイクロアレイ解析 / アラビドプシス / イネ

研究概要

環境中のホルムアルデヒド(HCHO)を吸収・同化する能力を植物に付与することにすでに成功しているが、本研究では実用化をめざして、この能力のさらなる増強のための導入遺伝子の改良を行い、HCHO の毒性発現機構の一部を解明し、シロイヌナズナ、タバコに加えてイネにもこの能力を付与することに成功した。将来メタンの資化能を植物に付与するための次のステップとしてメタノールの資化能を付与する試みを行った。

研究成果

• [雑誌論文] 環境中のホルムアルデヒドを吸収・同化する遺伝子組換え植物の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 泉井桂
  • 雑誌名: 環境と健康 巻: Vol. 26、No. 1 ページ: 43-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] A plastidial sodium-dependent pyruvate transporter (2011)
  • 著者名/発表者名: Furumoto T, Yamaguchi T, Ohshima Y, Nakamura-M, Tsuchida Y, Shimamura M, Ohnishi J, Hata S, Gowik U, Westhoff P, Brautigam A, Weber APM, Izui K
  • 雑誌名: Nature 巻: Vol. 476, No. 7361 ページ: 472-475
  • DOI: doi:10.1038/nature10250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of an HPS/PHI fusion enzyme from Mycobacterium gastri in chloroplasts of geranium enhances its ability to assimilate and phytoremediate formaldehyde (2010)
  • 著者名/発表者名: Song Z, Orita I, Yin F, Yurimoto H, Kato N, Sakai Y, Izui K, Li K, Chen L
  • 雑誌名: Biotechnol Lett 巻: 32(10) ページ: 1541-1548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assimilation of formaldehyde in transgenic plants due to the introduction of the bacterial ribulose monophosphate pathway genes (2010)
  • 著者名/発表者名: Chen LM, Yurimoto H, Li KZ, Orita I, Akita M, Kato N, Sakai, Y, Izui K
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 74(3) ページ: 627-635
  • 査読あり
• [学会発表] 光合成における13C/12C の同位体分別の測定による"C4 化"植物の性格づけ (2013)
  • 著者名/発表者名: 泉井桂、明渡絵里朱、蘆田弘樹、橋詰恵丞、横田明穂、秋田求、陀安一郎
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] C4 ミニサイクルのC3 植物 (トマト) への導入による光合成能の増強を目指して (ポスター発表) (2013)
  • 著者名/発表者名: 林功貴、明渡絵里朱、橋詰恵丞、高木祐子、中川強、谷口光隆、松倉千昭、江面浩、秋田求、泉井桂
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] シロイヌナズナのホルムアルデヒドストレス応答と活性酸素種(ROS)の関与に関する解析 (2aF01) (2012)
  • 著者名/発表者名: 久保森、明渡絵里朱、榊原均、来須孝光、朽津和幸、由里本博也、阪井康能、秋田求、大和勝幸、泉井桂
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都市
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] 葉緑体においてPEPカルボキシラーゼとPEP カルボキシキナーゼを過剰発現させることによるタバコ(C3 植物)の高CO2 条件下での水利用効率の向上 (1pA01) (2012)
  • 著者名/発表者名: 泉井桂、蘆田弘樹、橋詰恵丞、有川慶大、濱口祐子、横正健剛、横田明穂、秋田求
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都市
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] Arabidopsis thaliana 培養細胞によるC1 資化植物作出モデル系の構築 -ホルムアルデヒド固定のための遺伝子コンストラクトの検討― (2012)
  • 著者名/発表者名: 久保森、明渡絵里朱、中川強、石原健二、小西美稲子、柳沢修一、笠岡昌美、薮田由布子、豊田哲郎、由里本博也、阪井康能、秋田求、泉井桂
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学、生駒市
  • 年月日: 2012-08-05
• [学会発表] 次世代シーケンサーによるC3-C4 光合成相互転換植物Eleocharisvivipara のトランスクリプトーム解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原田大士朗、平田樹、佐藤茜、大和勝幸、泉井桂、秋田求
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学、生駒市
  • 年月日: 2012-08-05
• [学会発表] C4 ミニサイクルのC3 植物(トマト)への導入による光合成能の増強を目指して (2012)
  • 著者名/発表者名: 泉井桂
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学、生駒市
  • 年月日: 2012-08-03
• [学会発表] シックハウスガス(ホルムアルデヒド) を吸収・除去する植物の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 泉井桂
  • 学会等名: 第41回いのちの科学例会
  • 発表場所: パストゥールビル(京都市)
  • 年月日: 2012-04-21
• [学会発表] イネとタバコへのホルムアルデヒド固定能の付与:C1 微生物のリブロースモノリン酸経路(RuMP)の2 つの酵素の葉緑体における高発現にむけて (2P-0223) (2011)
  • 著者名/発表者名: 明渡絵里朱、鈴木詩織、福井崇人、中川強、榊原均、由里本博也、阪井康能、大和勝幸、秋田求、泉井桂
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場、京都市
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] C3/C4 光合成の相互転換植物、カヤツリグサ科のEleocharis vivipara のcDNAライブラリーの作成とC4 型PEPC のゲノムDNA 塩基配列の決定 (2P-0254) (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田大士朗、近藤知栄、米原亮、大和勝幸、秋田求、泉井桂
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場、京都市
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] イネへのホルムアルデヒドの同化代謝系(リブロースモノリン酸経路) の導入 (2Cp-02) (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木詩織、明渡絵里朱、中川強、榊原均、由里本博也、阪井康能、大和勝幸、秋田求、泉井桂
  • 学会等名: 第29回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 九州大学、福岡
  • 年月日: 20110906-08
• [学会発表] Feasibility of CO2 assimilation viaformaldehyde in plants (W,Th、E-13) (2011)
  • 著者名/発表者名: Izui K, Kubo S, Suzuki S, Akedo-E, Yamato K, Akita M
  • 学会等名: Gordon Research Conference "CO2 Assimilation in Plants: Genome to Biome"
  • 発表場所: Les Diablerets Conference Center、Switzerland
  • 年月日: 20110529-03
• [学会発表] シロイヌナズナを用いたホルムアルデヒド応答のトランスクリプトーム解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 久保、陳、榊原、由里本、加藤、阪井、秋田、泉井
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学、京都市
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] ホルムアルデヒドを固定し、同化する代謝酵素の合成遺伝子を導入したイネの作成と解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木、明渡、中川、榊原、阪井、由里本、大和、秋田、泉井
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学、京都市
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Transcriptome analysis of formaldehyde response in Arabidopsis wild-type and formaldehyde assimilative transformant (2010)
  • 著者名/発表者名: Kubo S, Chen L-M, Sakakibara H, Orita I, Kato N, Sakai Y, Akita M, Izui K
  • 学会等名: International Conference on Arabidopsis Research 2010
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜市
  • 年月日: 20100606-10
• [学会発表] 植物の遺伝子導入による代謝工学を目指して:C3 光合成能の増強と植物による空気中ホルムアルデヒドの吸収除去 (2010)
  • 著者名/発表者名: 泉井桂
  • 学会等名: 日本生物環境工学会
  • 発表場所: 京都大学、京都市
  • 年月日: 2010-09-10
• [図書] 岩波生物学辞典、第5版 (2013)
  • 著者名/発表者名: 泉井桂
  • 総ページ数: 2171
  • 出版者: 岩波書店
• [備考] 本研究は、理化学研究所 豊田哲朗教授によって主催された「国際ゲノムデザインコンテスト」の課題として用いられた。そのサイト(URL)は下記の通り。
  • URL: http://scinets.org/item/cria303s3ria303s6i
• [備考] このテーマの先行研究として泉井が紹介したYouTube
  • URL: http://www.youtube.com/watch?v=EkfOf3d--mI