研究室の紹介
メタボローム機能研究グループ
斉藤 和季
グループディレクター
斉藤 和季 (Ph.D.)
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研究室プロフィール

細胞内の全代謝産物を同定および定量し、ゲノム機能と対応させることがメタボロミクス(メタボローム解析)です。植物界の代謝産物の化学的多様性は非常に大きく、20万種にのぼる化学物質があると言われています。当グループでは、主に高性能質量分析計を用いて網羅的な代謝産物解析の技術開発とハイスループット代謝産物解析を行っています。また、これらの非ターゲット解析データからのデータマイニングと未知遺伝子機能同定をセンター内外の研究チームと共同で行っています。また、植物が生産する多様な化合物群は、植物自身の生存にとって重要であるばかりでなく、我々人間の生存にも欠かせない機能を有します。このような植物のもつ多様な物質生産機能の基本原理をシロイヌナズナなどのモデル植物を用いて解明するとともに、農作物、薬用植物などの有用植物における特異的産物の生産システムをゲノムレベルで解明しています。その結果得られた基礎的な知見を直ちに生物工学的に応用する研究も推進しています。

研究テーマ

  1. 植物メタボロームの質量分析計を用いた精密ハイスループット解析手法の開発
  2. 代謝産物同定のためのデータベースの構築とメタボロームデータ解析のバイオインフォマティクス
  3. シロイヌナズナ、イネなどの遺伝子組み換え体ライン、コアコレクションなどの代謝プロファイリング、ストレス応答、細胞分化および代謝機能分化に伴うメタボローム解析
  4. ポストゲノム手法を用いたシロイヌナズナにおける一次・二次代謝産物生合成に関わる遺伝子の網羅的同定
  5. 有用植物における、フラボノイド、アルカロイド、含硫黄成分、ビタミン、アミノ酸などの生合成や蓄積に関わる新規遺伝子の同定およびネットワーク解明と有用物質生産への応用

関連リンク

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プレスリリース・研究成果

2013年01月17日
硫黄を含んだ代謝物を網羅的に解析する「S-オミクス」を確立
−タマネギを用いた測定で「S-オミクス」の有用性を実証−
2012年02月08日
玄米の代謝成分量を決める遺伝型を網羅的解析
−独自開発した高性能のメタボローム分析で玄米の遺伝型と表現型の関連性を詳細分析−
2011年10月12日
植物色素アントシアニンの蓄積に関わる配糖化酵素遺伝子を発見
−健康機能成分でもあるアントシアニン蓄積の戦略立案が容易に−
2011年09月06日
藻類が作り出す代謝物の局在・移動を単一細胞内で初めて確認
−藻類「オーストラリアシャジクモ」の巨大単一細胞を用いてメタボローム解析−
2011年02月17日
メタボロミクスで遺伝子組換え作物を客観的に評価
−高性能質量分析装置と新規統計解析からなる評価法を確立−
2011年02月07日
イネの細胞質型グルタミン合成酵素の代謝バランス調節機能を解明
−メタボロミクスによってイネの窒素代謝と炭素代謝を網羅的に解析−
2010年03月25日
窒素の有効利用のためのイネ独自のしくみを発見
- イネの生産性向上に期待 - 新しいウィンドウが開きます。
2010年01月15日
植物による部位特異的な二次代謝産物生合成の事実を発見
−シロイヌナズナの各組織に含まれる二次代謝成分のDBを構築して判明−
2009年04月07日
植物概日時計とミトコンドリア機能の蜜月な関係を発見
−体内時計の制御が、ストレス耐性植物や有用物質産生植物の生産への鍵−
2009年03月13日
脂質メタボローム解析でスルホ脂質生合成の鍵となる新規遺伝子を発見
- スルホ脂質生合成を制御し、リン欠乏耐性植物や有用物質産生植物の生産へ新たな道 - 新しいウィンドウが開きます。
2008年11月14日
植物二次代謝産物のタンデム型質量分析スペクトルライブラリーを整備
- モデル植物シロイヌナズナで1万以上のスペクトルを収集 - 新しいウィンドウが開きます。
2008年09月09日
低カロリー天然甘味成分を合成する酵素遺伝子を発見
- 甘味効果が砂糖の150倍の「グリチルリチン」大量生産へ第1歩 - 新しいウィンドウが開きます。
2008年09月02日
植物の抗酸化成分フラボノイドの新規生合成経路を発見
- 詳細な代謝マップにより、成分改変を目指した統合的戦略が可能に - 新しいウィンドウが開きます。
2008年04月29日
植物が自ら作る抗がん物質に対する自己耐性機構を解明
―抗がん物質の効率的生産や抗がん剤耐性機構の解明に手がかり― 新しいウィンドウが開きます。

『理研ニュース』(研究最前線)

2007年09月号
メタボローム研究で人に役立つ植物を新しいウィンドウが開きます。
 

RIKEN RESEARCH

2011年06月11日
そのトマト、どんなトマト?
遺伝子組換え生物の化学的多様性を評価することは、その安全性を判断するための重要な第一段階である新しいウィンドウが開きます。
2009年07月24日
タイミングが肝心
植物の概日時計とミトコンドリアの機能は密接に結びついている 新しいウィンドウが開きます。
2009年05月01日
甘い成功
カンゾウが有用な化合物を産生する過程がゲノム解析で明らかに 新しいウィンドウが開きます。
2008年11月14日
自ら作る抗がん物質に植物が耐性をもつ理由
植物が自身の作り出した抗がん物質に対してもつ自己耐性機構の解明は、がん患者にみられる薬剤耐性の研究に役立つだろう 新しいウィンドウが開きます。
2007年09月28日
野菜が大事
食用作物に含まれる健康によい成分を制御する遺伝子を発見 新しいウィンドウが開きます。
2007年07月06日
植物フラボノイドの構造を決定する
複数の手法を組み合わせて植物の代謝経路を解明 新しいウィンドウが開きます。
 

主要論文

  1. H. Seki*, S. Sawai*, K. Ohyama*, M. Mizutani, T. Ohnishi, H. Sudo, E. Odette Fukushima, T. Akashi, T. Aoki, K. Saito, T. Muranaka.(*equal contribution):
    " Triterpene functional genomics in licorice for identification of CYP72A154 involved in the biosynthesis of glycyrrhizin"
    Plant Cell, 23, 4112-4123 (2011)
  2. M. Kusano, H. Redestig, T. Hirai, A. Oikawa, F. Matsuda, A. Fukushima, A. Masanori, S. Watanabe, M. Yano, K. Hiwasa-Tanase, H. Ezura, K. Saito,:
    " Covering chemical diversity of genetically-modified tomatoes using metabolomics for objective substantial equivalence assessment"
    PLoS ONE, 6(2): e16989 (2011)
  3. M. Kusano, M. Tabuchi-Kobayashi, A. Fukushima, K. Funayama, C. Diaz, M. Kobayashi, N. Hayashi, Y. Tsuchiya, H. Takahashi, A. Kamata, T. Yamaya, K. Saito,:
    " Metabolomics data reveal a crucial role of cytosolic glutamine synthetase 1;1 in coordinating metabolic balance in rice"
    Plant J., 66, 456-466 (2011)
  4. K. Saito, F. Matsuda,:
    " Metabolomics for functional genomics, systems biology, and biotechnology"
    Annu. Rev. Plant Biol., 61, 463-489 (2010)
  5. F. Matsuda, M. Y. Hirai, E. Sasaki, K. Akiyama, K. Yonekura-Sakakibara, N. J. Provart, T. Sakurai, Y. Shimada, K. Saito,:
    " AtMetExpress development: A phytochemical atlas of Arabidopsis thaliana development"
    Plant Physiol., 152, 566-578 (2010)
  6. A. Fukushima, M. Kusano, N. Nakamichi, M. Kobayashi, N. Hayashi, H. Sakakibara, T. Mizuno, K. Saito,:
    " Impact of clock-associated Arabidopsis pseudo-response regulators in metabolic coordination"
    Natl. Acad. Sci. USA, 106, 7251-7256 (2009)
  7. K. Yonekura-Sakakibara, T. Tohge, F. Matsuda, R. Nakabayashi, H. Takayama, R. Niida, A. Watanabe-Takahashi, E. Inoue, K. Saito,:
    " Comprehensive flavonol profiling and transcriptome coexpression analysis leading to decoding gene-metabolite correlations in Arabidopsis"
    Plant Cell, 20, 2160-2176 (2008)
  8. M. Y. Hirai, K. Sugiyama, Y. Sawada, T. Tohge, T. Obayashi, A. Suzuki, R. Araki, N. Sakurai, H. Suzuki, K. Aoki, H. Goda, O. I. Nishizawa, D. Shibata, K. Saito,:
    " Omics-based identification of Arabidopsis Myb transcription factors regulating aliphatic glucosinolate biosynthesis"
    Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 104, 6478-6483 (2007)
  9. Y. Okazaki, M. Shimojima, Y. Sawada, K. Toyooka, T. Narisawa, K. Mochida, H. Tanaka, F. Matsuda, A. Hirai, M. Y. Hirai, H. Ohta, K. Saito,:
    " A chloroplastic UDP-Glucose pyrophosphorylase from Arabidopsis is the committed enzyme for the first step of sulfolipid biosynthesis."
    Plant Cell, 21, 892-909 (2009)
  10. M. Watanabe, K. Mochida, T. Kato, S. Tabata, N. Yoshimoto, M. Noji, K. Saito,:
    " Comparative genomics and reverse genetics analysis reveal indispensable functions of the serine acetyltransferase gene family in Arabidopsis"
    Plant Cell, 20, 2484-2496 (2008)

メンバー

主宰者

斉藤 和季
グループディレクター

メンバー

榊原 圭子
上級研究員
草野 都
上級研究員
岡咲 洋三
研究員
Jianwei TANG
研究員
東 泰弘
研究員
中林 亮
特別研究員
澤井 学
特別研究員
Zhigang YANG
特別研究員
森 哲哉
テクニカルスタッフ
高野 耕司
テクニカルスタッフ