2015 Fiscal Year Annual Research Report
細胞壁へのリグニンモノマー供給を調節する輸送体・転写因子の同定⇒有用樹種開発へ
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26292097
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
堤 祐司 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30236921)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 弘毅 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (90264100)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | リグニン / 生合成 / 細胞壁 / モノリグノール輸送体 / 転写因子 / 形質転換体 / 木質バイオマス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リグニンモノマーの「細胞外への輸送体」は未だ発見されていない。輸送体の同定に加え、輸送体と重合酵素の転写を制御する因子を発見できれば、基本的なリグニン生合成機構の全体像が明らかとなり、バイオマス利用に有用な植物体の開発への新たなアプローチが可能となる。本研究は、細胞壁へのリグニンモノマーの輸送体の同定、および輸送体、重合酵素の転写因子の同定を目的とした。本年度はリグニン輸送体候補の選抜およびそれらが輸送体として機能するか否かの検証を行い以下の結果を得た。
1.維管束植物特有の輸送体の選抜およびノックアウト体の解析…非維管束植物であるヒメツリガネゴケには存在せず、シロイヌナズナのみが保有する輸送体遺伝子を5個選抜し、各遺伝子のノックアウト体の解析を行った。1系統のノックアウト体はリグニン生合成に関連する表現型を示さず、残り4系統については現在解析中である。
2.輸送体候補遺伝子の発現挙動…シロイヌナズナT87培養細胞の管状要素化誘導系を再構築した。それを用いて遺伝子群の発現解析を行った結果、木質形成のマスター遺伝子やモノリグノール生合成関連遺伝子と同調して発現する3つの輸送体候補遺伝子を発見した。
3.異種発現系を用いたモノリグノール輸送アッセイ…輸送体候補遺伝子を発現させた形質転換酵母を創出し、モノリグノールを含む培地で生育させた酵母の細胞内残存モノリグノールを測定することで輸送能力の評価を試みた。現段階で細胞内モノリグノール量に有意な変化がみられる形質転換酵母系統は得られていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、高効率で管状要素へ分化誘導可能なeVND6発現細胞を使用したが、現有する機材を使った培養条件下では非常に生育が遅く遺伝子発現解析に用いるのが困難であった。そのためT87培養細胞を高効率で分化する条件を確立するのに時間を要した。また、候補輸送体について酵母発現系を用いてモノリグノール輸送能の評価を試みたが、内在性の異物排出輸送体が影響している可能性が示唆された。そのため、評価法を見直す必要が生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
木本植物細胞を用いた発現解析…レーザーマイクロダイセクションを使用して採取したポプラ細胞（リグニンを産生する細胞、産生しない細胞）からリアルタイムPCRが可能な品質のRNA抽出法の確立に成功している。木本植物であるポプラでも発現定量解析（可能であればRNAシーケンスによる網羅的解析）によって輸送体候補遺伝子ならびに、木化関連転写因子を選抜する。
シロイヌナズナ輸送体候補遺伝子の機能解析…木質形成のマスター遺伝子やモノリグノール生合成関連遺伝子と同調して発現する3つの遺伝子、および未解析の4つの輸送体候補遺伝子のノックアウト体を用いた機能解析を行い、リグニン生合成に関与するか否かの評価を行う。モノリグノール輸送能の評価には、異種発現系を用いたモノリグノール輸送アッセイに加え、植物体（ノックアウト体と野生型）から分画した膜の使用を検討する。
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Research Products
(4 results)
