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2017 年度 実績報告書

クロロフィル蛍光を利用した植物葉内の外来タンパク質含量変動モニタリング手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26712021
研究機関東京大学

研究代表者

松田 怜  東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 准教授 (20547228)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード一過性遺伝子発現 / バイオ医薬品 / 葉温 / 生体情報計測
研究実績の概要

本研究の目的は,迅速かつ安価な医薬用タンパク質(PP)生産法として期待されている,植物を利用した一過性遺伝子発現法において,クロロフィル(Chl)蛍光パラメータや葉温などの生体情報が植物葉内のPP含量を反映するという着想および萌芽的実験結果にもとづき,PP含量の変動を非破壊・非接触で定量する生体情報計測・解析技術を開発することにある。平成29年度は,前年度までに見出した,葉温の上昇をもたらす遺伝子導入後の気孔コンダクタンスの低下現象について,より詳細な解析を実施した。供試植物にはベンサミアナタバコを,PPにはインフルエンザワクチンとなる抗原タンパク質であるヘマグルチニン(HA)を用いた。いくつかのベクターを用いた減圧浸潤後の気孔コンダクタンスの経日変化の測定結果から,気孔コンダクタンスの低下は,減圧浸潤処理による物理的ダメージに起因するものではなく,ウイルス由来遺伝子の導入・増幅と,HA遺伝子の導入・HAタンパク質の生産の,2つの要因によってそれぞれ引き起こされることが明らかとなった。また,表皮の顕微画像計測では気孔の外観に顕著な影響は確認されなかったことから,気孔コンダクタンスの低下は気孔開度の低下によるものと推察された。さらに,異なる光合成有効光量子束密度および葉内CO2濃度条件での光合成ガス交換特性およびクロロフィル蛍光の評価結果から,HAを発現している葉では,気孔コンダクタンスのみならず,生体内でのRuBPカルボキシレーション速度およびRuBP再生産速度のいずれも低下していることが強く示唆された。他方,光合成速度の低下は,遺伝子導入後の乾物生産を抑制するほど顕著なものではないことも明らかとなった。

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

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] ルイビル大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ルイビル大学
  • [雑誌論文] Effect of temperature post viral vector inoculation on the amount of hemagglutinin transiently expressed in Nicotiana benthamiana leaves2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R., T. Abe, N. Fujiuchi, N. Matoba, K. Fujiwara
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 124 ページ: 346-350

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2017.04.007

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Viral vector-based transient gene expression in Nicotiana benthamiana: Effects of light source on leaf temperature and hemagglutinin content2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R., T. Abe, K. Fujiwara
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 36 ページ: 1667-1669

    • DOI

      10.1007/s00299-017-2164-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 人工光型植物工場は必要なのか?2018

    • 著者名/発表者名
      松田 怜
    • 学会等名
      日本農業気象学会75周年記念大
  • [学会発表] Environmental control for recombinant protein production in plants using transient gene expression technology2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R., N. Fujiuchi, K. Fujiwara
    • 学会等名
      GreenSys 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Environment control for recombinant protein production in Nicotiana benthamiana plants using a transient gene expression system2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, R.
    • 学会等名
      PMPAsia 2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-28  

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