メタボロミクスを基盤とするシロイヌナズナのゲノム機能科学

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06F06908
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 斉藤 和季 The Institute of Physical and Chemical Research, メタボローム解析研究チーム, グループディレクター
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): DIAZ Celine Natacha 独立行政法人理化学研究所, メタボローム解析研究チーム, 外国人特別研究員
• Keywords: メタボローム / トランスクリプトーム / シロイヌナズナ / アントシアニン / 一次代謝 / 二次代謝

Research Abstract

本研究の目的は、主にモデル植物であるシロイヌナズナの公共的なトランスクリプトームデータベースから、共発現関係にある遺伝子セットを抽出してそれらの機能をメタボローム解析によって解明することである。特に、植物の一次代謝・二次代謝に関係する未知遺伝子の機能を網羅的に決定する。具体的には、組み換えタンパク質の機能発現やT-DNA挿入変異体のメタボローム解析を組み合わせてシロイヌナズナゲノム遺伝子の機能解明を行う。
昨年度に引き続き、シロイヌナズナの公共的なトランスクリプトーム共発現データベース(ATTED-II, PRIMe, Genevestigatorなど)から、特にアントシアニン生合成についてストレス応答から転写制御因子PAP1の発現の間に位置すると考えられるシグナル伝達因子の解明を目標にして共発現関係にある複数の遺伝子を抽出した。これらの候補遺伝子にはたんぱく質リン酸化酵素や糖トランスポーターをコードすると考えられる遺伝子などが含まれていた。これらについて、T-DNAやトランスポゾンが挿入された変異体を取得した。一部は、既にホモ接合変異体のメタボローム解析を行った。ここでのメタボローム解析は主に高速液体クロマトグラフィー-質量分析装置によりおこなった。いくつかの新規な遺伝子について解析を進めているが、現在のところ挿入変異体のアントシアニン蓄積表現型が明らかに変化し、遺伝子機能について明確な示唆を与えたものはない。
また、シロイヌナズナ植物おいて炭素-窒素バランスの変動により変化する遺伝子と代謝産物の相関性を網羅的に解明する実験系の開発を行った。炭素-窒素バランスの変動により引き起こされるトランスクリプトームデータとしてすでに公表されている公共データの実験例を元に、同条件でのメタボローム変化をガスクロマトグラフィー-質量分析装置によって解析する系を検討した。