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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Science of fairy chemicals and their application development

Research Project

Project/Area Number 20H05620
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

河岸 洋和  静岡大学, 農学部, 特任教授 (70183283)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 天池 一真  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助教 (00866600)
鈴木 智大  宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (10649601)
室井 誠  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (30261168)
高橋 公咲  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (30374622)
謝 肖男  宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (30610323)
野村 崇人  宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (60373346)
大内 仁志  静岡県立大学, 薬学部, 助教 (70798842)
一家 崇志  静岡大学, 農学部, 准教授 (90580647)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2025-03-31
Keywordsフェアリー化合物
Outline of Annual Research Achievements

概要を以下に箇条書きにする。
1)コムラサキシメジでのAHXの1,2,3-triazine骨格の形成メカニズムを明らかにした。2) 果実の成熟・老化におけるFCs化合物の内生量について調べた結果,ブドウ・イチゴなど非クリマクテリック果実が成熟/老化につれ,FCsの内生量も増加する傾向が示唆された。FCsの根寄生植物種子発芽の影響について調べた結果,FCsは発芽刺激物質であるGR24を同時に使用することで,AICAがわずか1nM の濃度でもヤセウツボ種子に対する強い発芽抑制効果がみられた。3) 一部の根寄生植物の種子は発芽するものの,発芽が伸びないため,宿主植物への侵入防止の効果が期待できる。4)SAMと構造が類似しているAHXのメチオニン体(S-AHXr-M)が1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) 合成酵素の基質になることが判明した。5)表面プラズモン共鳴法により,AHXとAHX結合候補タンパク質であるイネのATPaseサブユニットBが結合することが示された。6)AHX類縁体の2-アザアデノシンが植物に内生している可能性を見出し,位置選択的にアルキル化された2-アザアデノシン類の合成方法を開発した。7)ICAに対するC2位への触媒的C-Hアリール化反応を用いてICA誘導体のライブラリーを構築した。2-アリール化ICAの中に逆の伸長活性を有するものを見出した。8) イネコアコレクション102系統の地上部ならびに地下部の長さに対するAOH応答性を評価し,イネの生育調節におけるAOH作用機序の遺伝的多様性を明らかにした。 AOH応答の相対根長に基づいたGWASを行ったところ,第6,8,10,11番染色体上に関連領域を検出した。9)AOHのヒトの肌に対する効果を明らかにし,応用面では,AOHが化粧品原料として上市された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究成果概要に述べたとおり,研究は計画通りに順調に進展しており,2022年度に以下の論文6報を国際誌に発表した。現在も論文を執筆中である。目標の一つである「フェアリー化合物の新規植物ホルモンとしての証明」に関する研究は着実に進んでいる。また,目標の一つであるフェアリー化合物の実用化に関しては,当初予期していなかったが,ヒトの皮膚に対してAOHが優れた効果があることを見出し,その作用機能をある程度解明し,ヒトに対する安全性を,臨床試験を含めて検討を行い証明した。そして,2022年9月にAOHが化粧品原料として上市された。
1) Inoue, C. et al., The fairy chemical imidazole-4-carboxamide inhibits the expression of Axl, PD-L1, and PD-L2 and improves response to cisplatin in cancer, Cells, 11, 374 (2022). 2) Ito, A. et al., 1,2,3-Triazine formation mechanism of a fairy chemical 2-azahypoxanthine in the fairy ring-forming fungus Lepista sordida, Org. Biomol. Chem., 20, 2636 - 2642(2022). 3) Aoshima, H. et al., Potential of fairy chemicals as functional cosmetic ingredients: effect of 2-aza-8-oxohypoxanthine (AOH) on skin lightness, Int. J. Med. Mushr., 24, 41- 47 (2022). 4) Choi, J-H. et al., The complete mitochondrial genome sequence of the fairy ring-forming fungus Lepista sordida, Mitochondrial DNA Part B: Resources, 7(4), 712 - 714 (2022). 5) Kobori, H. et al., Utilization of corn steep liquor for the production of fairy chemicals by Lepista sordida mycelia, J. Fungi, 8, 1269 (2022). 6) Kotajima, M. et al., Axl, immune checkpoint molecules and HIF inhibitors from the culture broth of Lepista luscina, Molecules, 227, 8925 (2022)

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方策を以下に箇条書きにする。
1)FCsの炭素・窒素骨格の起源を明らかにする。2) FCsとエチレンによるストレス応答との関連性を調べるため,シロイヌナズナのエチレン変異体に対するFCsの反応性を解析する。3)AHX非感受性株の生命情報学的解析を進め,偽陽性などの除去を行い,より精度の高いSNPsを取得するとともに,得られたSNPsが存在する遺伝子の機能を異種発現させたタンパク質を用いて生化学的に評価し,ゲノム編集技術を用いてシロイヌナズナの破壊株の作出を進める。4)FCs誘導体のさらなる活用を目指し,特に触媒反応による化学変換を鍵とする有用化合物合成をさらに展開する。5) AOHを農薬等として活用するにあたり,その実用的な供給法が必要である。そこで,原料のAICAの新規合成法を開発する。6) FCsのさらなる誘導体化合成のためにイミダゾール骨格の直接的変換反応の開発に取り組む。7)現在見出しているFCsの候補タンパク質の解析を進め,標的としての妥当性を検証するほか,動物細胞で見出されている皮膚細胞などの細胞を用いてFCsの標的分子,並びに,作用メカニズムを解析する。8)イネおよびシロイヌナズナのATPaseサブユニットB遺伝子過剰発現株ならびにシロイヌナズナのATPaseサブユニットB 遺伝子欠損株の表現型およびAHX処理による生育への影響を調べることで,ATPaseサブユニットBがAHXの受容体か否かを明らかにする。9) 非クリマクテリック果実の追熟は非常に困難であるとされているが,これまでの研究成果を踏まえて,FCsの添加により,非クリマクテリック果実への影響を調べる。10) ポット試験を行い,FCsの根寄生植物の防除効果を調べる。11) FCs特にAOH応答性に対する品種間差異の要因を明確にするため,イネやダイズ等のコアコレクションを用いた遺伝子単離を進める。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California
  • [Journal Article] The Fairy Chemical Imidazole-4-carboxamide Inhibits the Expression of Axl, PD-L1, and PD-L2 and Improves Response to Cisplatin in Melanoma2022

    • Author(s)
      Inoue Chisa、Yasuma Taro、D’Alessandro-Gabazza Corina N.、Toda Masaaki、Fridman D’Alessandro Valeria、Inoue Ryo、Fujimoto Hajime、Kobori Hajime、Tharavecharak Suphachai、Takeshita Atsuro、Nishihama Kota、Okano Yuko、Wu Jing、Kobayashi Tetsu、Yano Yutaka、Kawagishi Hirokazu、Gabazza Esteban C.
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 11 Pages: 374~374

    • DOI

      10.3390/cells11030374

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 1,2,3-Triazine formation mechanism of the fairy chemical 2-azahypoxanthine in the fairy ring-forming fungus <i>Lepista sordida</i>2022

    • Author(s)
      Ito Akinobu、Choi Jae-Hoon、Yokoyama-Maruyama Waki、Kotajima Mihaya、Wu Jing、Suzuki Tomohiro、Terashima Yurika、Suzuki Hyogo、Hirai Hirofumi、Nelson David C.、Tsunematsu Yuta、Watanabe Kenji、Asakawa Tomohiro、Ouchi Hitoshi、Inai Makoto、Dohra Hideo、Kawagishi Hirokazu
    • Journal Title

      Organic &amp; Biomolecular Chemistry

      Volume: 20 Pages: 2636~2642

    • DOI

      10.1039/D2OB00328G

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Potential of Fairy Chemicals as Functional Cosmetic Ingredients: Effect of 2-Aza-8-Oxohypoxanthine on Skin Lightness2022

    • Author(s)
      Aoshima Hisae、Ito Shinobu、Ibuki Rinta、Kawagishi Hirokazu
    • Journal Title

      International Journal of Medicinal Mushrooms

      Volume: 24 Pages: 41~47

    • DOI

      10.1615/IntJMedMushrooms.2022044611

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The complete mitochondrial genome sequence of the fairy ring-forming fungus <i>Lepista sordida</i>2022

    • Author(s)
      Choi Jae-Hoon、Suzuki Tomohiro、Ono Akiko、Kotajima Mihaya、Tanaka Yuki、Suzuki Toshiyuki、Kawagishi Hirokazu、Dohra Hideo
    • Journal Title

      Mitochondrial DNA Part B

      Volume: 7 Pages: 712~714

    • DOI

      10.1080/23802359.2022.2067496

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Utilization of Corn Steep Liquor for the Production of Fairy Chemicals by Lepista sordida Mycelia2022

    • Author(s)
      Kobori Hajime、Wu Jing、Takemura Hirohide、Choi Jae-Hoon、Tada Naoto、Kawagishi Hirokazu
    • Journal Title

      Journal of Fungi

      Volume: 8 Pages: 1269~1269

    • DOI

      10.3390/jof8121269

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Axl, Immune Checkpoint Molecules and HIF Inhibitors from the Culture Broth of Lepista luscina2022

    • Author(s)
      Kotajima Mihaya、Choi Jae-Hoon、Kondo Mitsuru、D’Alessandro-Gabazza Corina N.、Toda Masaaki、Yasuma Taro、Gabazza Esteban C.、Miwa Yukihiro、Shoda Chiho、Lee Deokho、Nakai Ayaka、Kurihara Toshihide、Wu Jing、Hirai Hirofumi、Kawagishi Hirokazu
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 27 Pages: 8925~8925

    • DOI

      10.3390/molecules27248925

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] フェアリー化合物ICA が関与する新しいメチル化機構の可能性2023

    • Author(s)
      河岸洋和
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Invited
  • [Remarks] 静岡大学キノコ科学研究所

    • URL

      https://mushroom-science.jp/

  • [Remarks] 静岡大学生物化学研究室

    • URL

      https://shizudai-biological-chemistry.labby.jp/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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