ポストゲノム科学による植物アミノ酸代謝制御機構の動的・空間的理解

利用后基因组科学动态和空间理解植物氨基酸代谢控制机制

• 批准号: 18056020
• 负责人: 平井 優美
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18056020/
• 关键词: トランスクリプトミクス; メタボロミクス; 共発現; グルコシノレート; 生合成; 転写因子; メチオニン; 高速分析; 植物

アミノ酸は植物が環境から取りこんだ無機体窒素・硫黄の最初の同化産物であり、その代謝の理解は窒素・硫黄原子のさまざまな一次・二次代謝産物へのフローの理解につながる。硫黄欠乏条件へ移植したシロイヌナズナのトランスクリプトームとメタボロームの経時変化を解析し、両データを一括学習自己組織化マッピング法(BL-SOM)により統合解析した。アミノ酸を生合成前駆体とする二次代謝産物グルコシノレート類の蓄積とその生合成酵素遺伝子群の発現がそれぞれ同調的に変化していた。BL-SOMにおいてグルコシノレート生合成酵素遺伝子群と同じクラスターに分類された遺伝子の中から、グルコシノレート生合成酵素遺伝子の転写制御因子候補を見出した。一方、シロイヌナズナマイクロアレイデータベースAtGenExpressに登録されているトランスクリプトームデータを利用して様々な実験条件を通じて保存されている共発現遺伝子群を解析し、上記の候補転写因子が、アミノ酸のうちメチオニンを前駆体とするグルコシノレートの生合成酵素遺伝子群を特異的に制御することを予測し、予測機能を逆遺伝学的手法などにより証明した。PMG1(Production of Methionine-derived Glucosinolate 1)と名づけたこの遺伝子は、生合成経路上でメチオニンの下流にあるグルコシノレート生合成酵素遺伝子群のみならず、メチオニンの上流つまりメチオニン生合成酵素遺伝子をも制御している可能性を示すデータが得られており、メチオニン量を制御している可能性がある。また、アミノ酸を高速ハイスループット分析する方法を確立し、約4,000のシロイヌナズナトランスポゾンタグラインの種子を分析した。アミノ酸のいずれかが過剰蓄積したラインが約1割の頻度で見つかり、その原因遺伝子はアミノ酸生合成または蓄積を制御する因子である可能性が示された。

は ア ミ ノ acid plant が environment か ら take り こ ん だ inorganic, smothering element sulfur, の の initially assimilate で あ り, そ の metabolic の understand は, smothering element sulfur atoms, の さ ま ざ ま な primary, secondary metabolites へ の フ ロ ー の understand に つ な が る. Sulfur owe lack conditions へ transplantation し た シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム と メ タ ボ ロ ー ム の 経 - analytical し を, when struck デ ー タ を enclosed learning their organizational マ ッ ピ ン グ method (BL - SOM) に よ り integrative analytic し た. を ア ミ ノ acid biosynthesis 駆 body before と す る secondary metabolites グ ル コ シ ノ レ ー ト class の accumulation と そ の biosynthesis enzyme heritage 伝 subgroup の 発 now が そ れ ぞ れ homology of に variations change し て い た. BL - SOM に お い て グ ル コ シ ノ レ ー ト biosynthesis enzyme heritage 伝 subgroup と with じ ク ラ ス タ ー に classification さ れ た heritage 伝 child の か ら, グ ル コ シ ノ レ ー ト biosynthesis enzyme heritage 伝 son の planning suppression factor alternate を see write a し た. Party, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ マ イ ク ロ ア レ イ デ ー タ ベ ー ス AtGenExpress に login さ れ て い る ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム デ ー タ を using し て others 々 な be 験 condition を じ て save さ れ て い る 発 now total heritage 伝 subgroup を analytical し, written の backup planning write factor が and ア ミ ノ acid の う ち メ チ オ ニ ン を 駆 body before と す る グ ル コ シ ノ レ ー ト の biosynthesis enzyme heritage 伝 subgroup を specific に suppression す る こ と し を to test, to test functional を inverse but 伝 learn technique な ど に よ り prove し た. PMG1(Production of Methionine-derived Glucosinolate 1) と づ け た こ の heritage born 伝 は, synthesizing 経 で メ チ オ ニ ン の obscene に あ る グ ル コ シ ノ レ ー ト biosynthesis enzyme heritage 伝 subgroup の み な ら ず, メ チ オ ニ ン の upper つ ま り メ チ オ ニ ン biosynthesis enzyme heritage 伝 son を も suppression し て い を る possibility in す デ ー タ が have ら れ て お り, メ チ オ ニ ン quantity を suppression し て い る possibilities Youdaoplaceholder0. ま た, ア ミ ノ acid を high-speed ハ イ ス ル ー プ ッ ト analysis す を る method establishing し, about 4000 の シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ ト ラ ン ス ポ ゾ ン タ グ ラ イ ン の seed を analysis し た. ア ミ ノ acid の い ず れ か が before turning to accumulate し た ラ イ ン が about 1 cut の frequency で see つ か り, そ の reason but 伝 child は ア ミ ノ acid biosynthesis ま た は accumulation を suppression す る factor で あ が る possibility in さ れ た.

项目成果

メチオニン由来グルコシノレートの側鎖伸長遺伝子群の同定

甲硫氨酸衍生芥子油苷侧链延伸基因的鉴定

• 发表时间: 2007
• 作者: Jun Ito;et. al.;Masami Yokota Hirai;Ryoko Morioka;Masami Yokota Hirai;澤田 有司;平井 優美;澤田 有司
• 通讯作者: 澤田 有司

植物の代謝システム解析手法:共発現関係による遺伝子機能の予測および同定

植物代谢系统分析方法：基于共表达关系的基因功能预测与识别

• 发表时间: 2007
• 作者: Jun Ito;et. al.;Masami Yokota Hirai;Ryoko Morioka;Masami Yokota Hirai;澤田 有司
• 通讯作者: 澤田 有司

Omics-based identification of Arabidopsis Myb transcription factors regulating aliphatic glucosinolate biosynthesis

• DOI: 10.1073/pnas.0611629104
• 发表时间: 2007-04-10
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Hirai, Masami Yokota;Sugiyama, Kenjiro;Saito, Kazuki
• 通讯作者: Saito, Kazuki

Predicting state transitions in the transcriptome and metabolome using a linear dynamical system model

使用线性动力系统模型预测转录组和代谢组的状态转变

• 发表时间: 2007
• 期刊: BMC Bioinformatics 8
• 作者: Jun Ito;et. al.;Masami Yokota Hirai;Ryoko Morioka
• 通讯作者: Ryoko Morioka

グルコシノレート生合成遺伝子群を制御する転写因子のオーム科学的アプローチによる同定

使用欧姆科学方法鉴定控制芥子油苷生物合成基因的转录因子

• 发表时间: 2007
• 作者: Jun Ito;et. al.;Masami Yokota Hirai;Ryoko Morioka;Masami Yokota Hirai;澤田 有司;平井 優美
• 通讯作者: 平井 優美