| 研究課題/領域番号 |
26460118
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
吉本 尚子 千葉大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (10415333)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 天然薬用資源 / 植物 / 生合成 / 遺伝子 / 薬学 / 硫黄代謝物 |
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| 研究実績の概要 |
ネギ属やツルバギア属、ニンニクカズラ属等の植物が生産する含硫黄二次代謝物システインスルホキシド誘導体やその生合成中間体、また植物組織の損傷時にシステインスルホキシド誘導体から二次的に生じる硫黄化合物群は、抗微生物活性、抗酸化活性、発ガン抑制活性、免疫賦活作用、血小板凝集抑制作用、血圧低下作用、コレステロール低下作用等、重要な薬理活性を有する。本研究では、ディープトランスクリプトーム解析と硫黄代謝物プロファイル解析を統合したデータマイニングにより、システインスルホキシド誘導体の生合成に関与する酵素をコードする遺伝子の網羅的同定を進めている。平成27年度に行った研究内容は以下のとおりである。1. 平成26年度に引き続き、ネギ属植物ニンニクのシステインスルホキシド誘導体の生合成に関わるS酸化酵素の機能を解析し、結果を論文発表した（Yoshimoto et al., Plant J, 83, 941-951, 2015）。2. ディープトランスクリプトーム解析と硫黄代謝物プロファイル解析を統合したデータマイニングに基づき、ニンニクのシステインスルホキシド誘導体の生合成において脱グリシル化反応、硫黄原子への炭素鎖の付加反応、酸化反応を触媒する酵素をコードすることが予想される遺伝子群を同定した。同定した遺伝子は、順次、cDNAクローニングを行い、大腸菌や酵母を用いた組換え蛋白発現系を構築した。3. ツルバギア属植物Tulbaghia violaceaのディープトランスクリプトーム解析で得たリードをアセンブルし、約５万８千のコンティグを得た。同様に、ニンニクカズラ属植物Mansoa alliaceaのディープトランスクリプトーム解析で得たリードをアセンブルし、約６万５千のコンティグを得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
ネギ属ニンニクに関しては、ディープトランスクリプトーム解析と硫黄代謝物プロファイル解析を統合したデータマイニングを順調に遂行でき、その結果、生合成酵素の候補遺伝子の同定とクローニングも概ね順調に進んだ。また、S酸化酵素の同定に関する論文を発表できたが、この論文の執筆・修正作業に時間を要した結果、他の研究にやや遅れが生じた。ツルバギア属植物Tulbaghia violaceaとニンニクカズラ属植物Mansoa alliaceaについては、平成26年度に得たraw dataのアセンブルによるコンティグ作成は遂行したが、データマイニングによる生合成酵素の候補遺伝子の同定はやや遅れている。以上を総合し、計画よりもやや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
ネギ属ニンニクに関しては、平成27年度に同定しクローニングした生合成酵素候補遺伝子群の機能解析を行う。クローニングが済んでいない遺伝子については、クローニングを行う。ツルバギア属植物Tulbaghia violaceaとニンニクカズラ属植物Mansoa alliaceaについては、平成27年度までに得たデータのマイニングに基づき、生合成酵素の候補遺伝子の同定を進める。ニンニクとTulbaghia violacea、Mansoa alliacea間では、生合成酵素の配列相同性がある可能性が考えられる。そこで、Tulbaghia violaceaとMansoa alliaceaの生合成酵素遺伝子の絞り込みを行う際に、先行しているニンニクの候補遺伝子の機能解析の結果を参考にすることで、研究の遅れを取り戻す予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ニンニクのS酸化酵素の同定に関する論文の執筆および修正作業に予定よりも時間を要したため、それ以外の生合成酵素候補遺伝子のcDNAクローニングや組換え蛋白発現系の構築、組換え蛋白の機能解析等、分子生物学的実験や生化学的実験に遅れが生じ、実験のための試薬や消耗品、廃液処理等のために予定していた予算が一部使用されずに残った。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度に一部遅れが生じた生合成酵素候補遺伝子のcDNAクローニングや組換え蛋白発現系の構築、組換え蛋白の機能解析等の実験は、最終年度である平成28年度に遂行する。このため、平成27年度に未使用であった予算は平成28年度に使用する。また、平成28年度には計画調書で記載したとおり、生合成候補遺伝子の機能解析に加え、研究成果の論文発表も行う。
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