植物の基礎代謝を大きく改変する新規遺伝子 At-nMat1a

keywords.jpg植物基礎代謝,バイオマス 

中川 直樹 

NAOKI NAKAGAWA

division.jpg生物圏科学研究科 環境循環系制御学専攻 環境評価論講座

position.jpg助教

研究概要

研究内容

我々は、植物のミトコンドリアグループIIイントロンをスプライスする機能を持つ核ゲノム遺伝子 (At-nMat1a) に変異が生じると、様々な有用物質の蓄積量が変化することを発見した。
 植物はセルロース、デンプン、脂質、アミノ酸などの様々な有用代謝産物を生産する。これらの有用物質の生産には基礎的な炭素、窒素の代謝が本質的な役割を果たしている。植物細胞の基礎代謝は細胞質、葉緑体、ミトコンドリアの三者に局在する酵素群が巧妙に連携して進行している。しかし植物ではミトコンドリアに関する研究は葉緑体と比較して遅れている。
 我々が見いだしたAt-nMat1a 遺伝子は、植物ミトコンドリア由来のイントロンをスプライスする因子である。その変異はミトコンドリアの代謝機能、さらにミトコンドリア外で行われる様々な有用物質生産にも同時に影響を与えた。またこの遺伝子は、各種の実用作物にホモログが存在することも示されている。
 ミトコンドリアの機能制御を人為的に可能にすることで、植物の有用代謝産物生産制御技術への応用が期待される。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

このテーマに関する知見の提供、講演、助言、調査、技術指導などが可能である。

応用分野
植物を用いた機能性物質生産能力の改善

本研究の特徴・優位性

植物の代謝を改変する機能を持つ遺伝子は、すでに多数見いだされている。しかしそれらの多くは遺伝子組み換えによる発現強化により効果を発揮するものである。
 一方、我々が見いだした At-nMat1a 遺伝子は、変異によりその機能を失うことで植物の代謝を改変する。そのため、遺伝子組み換えを使わず、放射線などによる変異処理により実用植物の代謝改変を引き起こせる可能性が高い。

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Plant Cell Physiology 47(6): 772-783 (2006)

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