メタボロミクスを基盤とするシロイヌナズナのゲノム機能科学

基于代谢组学的拟南芥基因组功能科学

基本信息

批准号：
06F06908
负责人：
斉藤和季
金额：
$ 1.66万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、主にモデル植物であるシロイヌナズナの公共的なトランスクリプトームデータベースから、共発現関係にある遺伝子セットを抽出してそれらの機能をメタボローム解析によって解明することである。特に、植物の一次代謝・二次代謝に関係する未知遺伝子の機能を網羅的に決定する。具体的には、組み換えタンパク質の機能発現やT-DNA挿入変異体のメタボローム解析を組み合わせてシロイヌナズナゲノム遺伝子の機能解明を行う。昨年度に引き続き、シロイヌナズナの公共的なトランスクリプトーム共発現データベースから、特にアントシアニン生合成についてストレス応答から転写制御因子PAP1の発現の間に位置すると考えられるシグナル伝達因子の解明を目標にして共発現関係にある複数の遺伝子を抽出した。これらの候補遺伝子にはたんぱく質リン酸化酵素や糖トランスポーターをコードすると考えられる遺伝子などが含まれていた。これらについて、T-DNAやトランスポゾンが挿入された変異体を取得した。一部は、既にホモ接合変異体のメタボローム解析を行った。ここでのメタボローム解析は主に高速液体クロマトグラフィー-質量分析装置によりおこなった。いくつかの新規な遺伝子について解析を進めているが、現在のところ挿入変異体のアントシアニン蓄積表現型が明らかに変化し、遺伝子機能について明確な示唆を与えたものはない。また、シロイヌナズナ植物おいて炭素-窒素バランスの変動により変化する遺伝子と代謝産物の相関性を網羅的に解明する実験系の開発を行った。炭素-窒素バランスの変動により引き起こされるトランスクリプトームデータとしてすでに公表されている公共データの実験例を元に、同条件でのメタボローム変化をガスクロマトグラフィー-質量分析装置によって解析する系を検討して、予備的な分析を行った。

这项研究的目的是从拟南芥的公共转录组数据库中提取共表达的基因集，并通过代谢组分析来阐明其功能。特别是，全面确定了与植物原代和继发代谢相关的未知基因的功能。具体而言，通过结合重组蛋白的功能表达和T-DNA插入突变体的代谢组分析来阐明拟南芥基因组基因的功能。从去年开始，我们从拟南芥的公共转录组共表达数据库中提取了具有共表达关系的多个基因，目的是阐明信号传导因子，这些信号传导因子被认为位于转录调节因子Pap1的表达之间，尤其是针对雌激素生物合成的压力反应。这些候选基因包括蛋白质磷酸酶和被认为编码糖转运蛋白的基因。对于这些，获得了插入T-DNA或转座子的突变体。在某些情况下，已经进行了纯合突变体的代谢组分析。代谢组学分析主要使用高性能液相色谱 - 质谱仪进行。尽管已经分析了几种新型基因，但插入突变体的花青素积累表型有明显的变化，没有一个为基因功能提供了明确的建议。我们还开发了一个实验系统，该系统全面阐明了基因与代谢产物之间由于拟南芥植物中碳氮平衡的变化而发生的变化。基于已经被碳氮平衡变化引起的已发表为转录组数据的公共数据的实验示例，我们研究了一个系统，在该系统中，使用气相色谱 - 质谱仪分析了在相同条件下的代谢组变化，并进行了初步分析。