環境資源科学研究センター
統合メタボロミクス研究グループ
グループディレクター 斉藤 和季 (Ph.D.)
細胞内の全代謝産物（メタボローム）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研究です。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。植物が生産するこれらの多様な化合物群は、植物自身の生存にとって重要であるばかりでなく、食料、工業原料、エネルギー、医薬品、健康機能成分など我々人間の生存にも欠かせない機能を有します。当グループでは、主に高性能質量分析計を用いた網羅的な非ターゲット代謝産物解析とそれに基づいた未知遺伝子機能同定および代謝ネットワーク解明を行っています。植物のもつ多様な物質生産機能の基本原理の解明をシロイヌナズナなどのモデル植物を用いて行い、さらに農作物、薬用植物などの有用資源植物における特異的代謝産物の生産システムをゲノムレベルで解明するファイトケミカルゲノミクス研究を進めています。同時に、それらの結果得られた基礎的な知見を循環的資源開発に応用する研究も推進しています。
研究分野
化学 / 生物学 & 生化学 / 分子生物 & 遺伝学 / 薬学 & 毒物学 / 農学 / 植物 & 動物学 / 学際研究
- 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の開発
- 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
- シロイヌナズナなどモデル植物やイネ、トマト、ダイズなど実用植物でのストレス応答、細胞分化および代謝機能分化に伴うメタボローム解析と遺伝子機能との関連付け
- 統合オミクス手法による有用資源植物における、フラボノイド、テルペノイド、アルカロイド、含硫黄成分、脂質、糖質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
主要論文
- Okazaki, Y., Otsuki, H., Narisawa, T., Kobayashi, M., Sawai, S., Kamide, Y., Kusano, M., Aoki, T., Hirai, M. Y. and Saito, K.
"A new class of plant lipid is essential for protection against phosphorus depletion"
Nature Commun., in press (2013)
- Bunsupa, S., Katayama, K., Ikeura, E., Oikawa, A., Toyooka, K., Saito, K. and Yamazaki, M.
"Lysine decarboxylase catalyzes the first step of quinolizidine alkaloid biosynthesis and coevolved with alkaloid production in Leguminosae"
Plant Cell, 24, 1202-1216 (2012)
- Matsuda, F., Okazaki, Y., Oikawa, A., Kusano, M., Nakabayashi, R., Kikuchi, J., Yonemaru, J., Ebana, K., Yano, M. and Saito, K.
"Dissection of genotype-phenotype associations in rice grains using metabolome quantitative trait loci analysis"
Plant J., 70, 624–636 (2012)
- Seki, H.*, Sawai, S. *, Ohyama, K. *, Mizutani, M., Ohnishi, T., Sudo, H., Odette Fukushima, E., Akashi, T., Aoki, T., Saito, K., and Muranaka, T.(*equal contribution)
"Triterpene functional genomics in licorice for identification of CYP72A154 involved in the biosynthesis of glycyrrhizin"
Plant Cell, 23, 4112-4123 (2011)
- Kusano, M., Redestig, H., Hirai, T., Oikawa, A., Matsuda, F., Fukushima, A., Masanori, A., Watanabe, S., Yano, M., Hiwasa-Tanase, K., Ezura, H., and Saito, K.
"Covering chemical diversity of genetically-modified tomatoes using metabolomics for objective substantial equivalence assessment"
PLoS ONE, 6(2): e16989 (2011)
- Chisato Masumoto, Shin-Ichi Miyazawa, Hiroshi Ohkawa, Takuya Fukuda, Yojiro Taniguchi, Seiji Murayama, Miyako Kusano, Kazuki Saito, Hiroshi Fukayama and Mitsue Miyao
Phosphoenolpyruvate carboxylase intrinsically located in the chloroplast of rice plays a crucial role in ammonium assimilation.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 107, 5226-5231 (2010)
- Atsushi Fukushima, Miyako Kusano, Norihito Nakamichi, Makoto Kobayashi, Naomi Hayashi, Hitoshi Sakakibara, Takeshi Mizuno, and Kazuki Saito
Impact of clock-associated Arabidopsis pseudo-response regulators in metabolic coordination
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 7251-7256 (2009)
- Yozo Okazaki, Mie Shimojima, Yuji Sawada, Kiminori Toyooka, Tomoko Narisawa, Keiichi Mochida, Hironori Tanaka, Fumio Matsuda, Akiko Hirai, Masami Yokota Hirai, Hiroyuki Ohta, and Kazuki 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)
- Keiko Yonekura-Sakakibara, Takayuki Tohge, Fumio Matsuda, Ryo Nakabayashi, Hiromitsu Takayama, Rie Niida, Akiko Watanabe-Takahashi, Eri Inoue and Kazuki Saito
Comprehensive flavonol profiling and transcriptome coexpression analysis leading to decoding gene-metabolite correlations in Arabidopsis
Plant Cell, 20, 2160–2176 (2008)
- Mutsumi Watanabe, Keiichi Mochida, Tomohiko Kato, Satoshi Tabata, Naoko Yoshimoto, Masaaki Noji and Kazuki Saito
Comparative genomics and reverse genetics analysis reveal indispensable functions of the serine acetyltransferase gene family in Arabidopsis
Plant Cell, 20, 2484-2496 (2008)
組織