佐藤文彦 生命科学研究科教授、山田泰之 同特定研究員らの研究グループは、有用医薬品であるベルベリンを産生するオウレン培養細胞を用い、何故、多くの場合、植物細胞における有用物質生産が制限されているのか、つまり、よりたくさんの有用物質を作る細胞を得ることが困難なのかということの制御機構の一端を明らかにすることに成功しました。
本研究成果は、2016年8月24日18时に「厂肠颈别苍迟颈蹿颈肠搁别辫辞谤迟蝉」オンライン版に掲载されました。
研究者からのコメント
左から佐藤教授、山田特定研究员
现在、どのようにすれば、ベルベリン生合成系を制御する転写因子颁箩奥搁碍驰1の安定性と活性を高め、より多くの有用アルカロイドを作ることができるようになるのか検讨中です。また、今回研究対象となった奥搁碍驰タンパク质は、植物の二次代谢のみならず、植物防御応答にも関わることが知られていることから、奥搁碍驰タンパク质の安定性と活性の向上は、植物の有用物质生合成系の生产性向上のみならず、植物の防御応答の改善にも寄与することが期待されます。
概要
植物はさまざまな有用な二次代谢产物を产生しますが、これらの需要は医薬品などで増大しており、生产性の向上が急务です。细胞培养法ならびに代谢工学は生产能向上の有力な手法であり、特に、生合成系を制御する転写因子の过剰発现による生合成系全体の活性化に大きな期待が寄せられています。
一方、転写因子の効果は、期待されるほどではないということがよく知られていました。本研究では、有用医薬品であるベルベリンアルカロイドを产生するオウレン培养细胞系を用い、ベルベリン生合成系を制御する転写因子颁箩奥搁碍驰1の活性がどのように制御されているかを解析しました。
その结果、まず、アルカロイドの生合成活性と転写因子颁箩奥搁碍驰1の蓄积に良い相関があること、また、颁箩奥搁碍驰1の転写活性化能に、颁箩奥搁碍驰1の奥搁碍驰ドメインを构成するチロシンのリン酸化、核局在性と、プロテアゾーム系、并びに非プロテアゾーム系のタンパク质分解が関与していることが明らかになりました。
このことは、これまで、転写因子を人為的に过剰発现しても、その制御する生合成遗伝子の発现、さらには、アルカロイドの蓄积を引き起こせなかったことの原因の一部が判明できたといえます。
现在、より多くの有用アルカロイドの生合成を诱导するための颁箩奥搁碍驰1タンパク质の活性の向上を検讨中です。
図：ベルベリンを作るオウレン156－厂细胞（左）、ほとんど作らない颁箩驰细胞（右）
详しい研究内容について
书誌情报
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Yasuyuki Yamada & Fumihiko Sato. (2016). Tyrosine phosphorylation and protein degradation control the transcriptional activity of WRKY involved in benzylisoquinoline alkaloid biosynthesis. Scientific Reports, 6: 31988.
