• リグニン生合成経路の全容解明とそれに基づく新規木質バイオマスの創出

  研究概要

  リグニンは植物細胞壁に蓄積する芳香族高分子であり、必須アミノ酸のフェニルアラニンやチロシンから十数段階の酵素反応を経て合成される。他の細胞壁成分と異なり、リグニン生合成の最終段階は酵素が関与しないラジカル反応で進行し、また細胞壁内で生成するラジカル種には多様な分子が存在するため、微視的にみると自然界に存在するリグニンの構造は極めて多様である。このリグニン生合成の仕組みを逆手に取ると、特定の分子を人為的に細胞壁へ輸送することにより、これまでには存在しない構造のリグニンを創出できる可能性がある。本研究においては、生体内でリグニンが合成されるメカニズムを培養細胞や個体を用いて詳細に解析し、その知見に基づいて産業利用上有利な構造を具えた新規リグニンを含む植物バイオマスの創出を目的に種々の取り組みを行う。

  

  メンバー

  John Ralph（ウィスコンシン大学、米国）
  Wout Boerjan（ゲント大学、ベルギー）
  Edouard Pesquet（ストックホルム大学、スウェーデン）
  梶田 真也 （農学研究院・教授）

• 植物細胞壁の分子構造に関する研究

  研究概要

  植物バイオマスを、再生可能でカーボンニュートラルな材料およびエネルギー源として高度利活用することは、環境と調和した循環型社会の構築やSDGsの達成に重要である。植物バイオマスの本体は細胞壁であり、細胞壁の性質が植物バイオマスの材料特性を決定する。したがって、植物の細胞壁、特に厚い二次壁の分子構造に関して世界に先駆けて新知見を得ることは、植物バイオマスの有効利用にとり重要である。そこで、植物細胞壁の構築機構の解明、細胞壁の分解機構の解明、セルロースやヘミセルロースなど細胞壁主成分の高次構造、セルロースナノファイバーなど新規ナノ材料の開発、細胞壁成分を改変した植物バイオマスの糖化など新規機能性の開発、を主たる目的として研究活動を行う。本学の教員との国際共同研究により、研究課題の遂行とアウトプット（国際共著論文化）を行う

  

  メンバー

  Peter Kitin （ウィスコンシン大学、米国）
  Hyeun-Jong Bae（全南国立大学、韓国）
  船田 良（農学研究院・教授）
  半 智史 （農学研究院・准教授）

• 植物のストレス応答における細胞壁合成制御およびRNA干渉機構の役割

  研究概要

  Hisashi Koiwa教授（米国 Texas A&M 大学）は、植物の分子遺伝学・分子生物学・生化学の専門家で、植物の塩・乾燥ストレス応答を中心に、植物の遺伝子発現制御、タンパク質の糖鎖修飾等で卓越した研究成果を上げている。Koiwa教授は、モデル植物シロイヌナズナを用いた遺伝学的手法により塩・乾燥ストレス応答・耐性に関与する複数の遺伝子を単離した。その中で、特に複合糖鎖合成遺伝子およびCPL族遺伝子に着目して研究を進めている。複合糖鎖により修飾されるタンパク質KOR1の細胞内動態は、植物の細胞壁（セルロース）合成と密接に関連する。その研究成果をふまえ、環境ストレス応答・耐性における細胞壁（セルロース）合成制御の役割とその応用について研究を進めている。CPL遺伝子は、遺伝子発現(mRNA合成)を担うRNAポリメラーゼIIの活性制御を担うタンパク質をコードしていると考えられていたが、その機能以外にも核内非コードRNAや小分子RNAの転写・合成にも関与することが明らかになった。これらの研究成果をふまえ、塩・乾燥および生物ストレスにおけるRNA干渉機構の役割の解明およびその応用について研究を展開している。

  

  メンバー

  Hisashi Koiwa （テキサスA&M 大学、米国）
  福原 敏行 （農学研究院・教授）

その他の研究者

船田　良　（農学研究院・教授）
梶田　真也　（農学研究院・教授）
福原　敏行　（農学研究院・教授）
三浦　豊　（農学研究院・教授）
有江 　力　（農学研究院・教授）
半　智史　（農学研究院・准教授）
堀川　祥生　 （テニュアトラック推進機構・農学研究院・准教授 ）
小瀬　亮太　（農学研究院・講師）
Rahman MD Hasnat　（グローバルイノベーション研究院・特任助教）  （ – 2019.09.30)
田原　緑　（グローバルイノベーション研究院・特任助教）
荒川　泉　（グローバルイノベーション研究院・特任助教）