Elucidation of biosynthetic pathway and physiological function of macrocyclic compounds produced by bryophytes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15460
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Kitaoka Naoki 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (20785547)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 苔類 / 生合成

Outline of Final Research Achievements

I researched about the biosynthetic pathway and physiological function of unique metabolites in bryophytes. The biosynthetic genes were identified in Marchantia polymorpha. The knock-out lines of the candidate genes were produced by CRISPR/Cas9. The target compounds in produced knock-out lines were quantified. The gene expressions of the candidate genes were observed after the wounding and UV treatments. The enzyme activities were examined using the recombinant proteins.

Free Research Field

生物有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で見出した生合成遺伝子クラスターは、苔類のゲノム上で見出した一例目の生合成遺伝子クラスターである。本研究で見出した遺伝子クラスター上の遺伝子の機能解析を進めることで、苔類における二次代謝産物の生合成研究が飛躍的に進行することが期待される。
ゼニゴケなど苔類の植物の細胞内には脂溶性芳香族化合物やテルペノイドを貯蔵する「油体」と呼ばれる構造を有し、大量の二次代謝産物を蓄積している。ゼニゴケの代謝産物の生合成機構の解明に迫る本研究結果は、ゼニゴケを宿主とした有用物質大量生産プロセスを可能とする、第一歩と思われる。