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.)
研究概要

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。
研究主分野
- 総合生物
研究関連分野
- 化学
- 生物学
- 農学
- 医歯薬学
キーワード
- メタボロミクス
- ゲノム機能科学
- 植物生化学
- 特異(二次)代謝
- 質量分析
主要論文
- 1.Tsugawa, H., Nakabayashi, R., Mori, T., Yamada, Y., Takahashi, M., Rai, A., Sugiyama, R., Yamamoto, H., Nakaya, T.,Yamazaki, M., Kooke, R., Bac-Molenaar, J.A., Oztolan-Erol, N., Keurentjes, J.J.B., Arita, M. and Saito, K.:
"Acheminformatics approach to characterize metabolomes in stable-isotope-labeled organisms."
Nat. Methods., 16, 295-298 (2019) - 2.Knoch, E., Sugawara, S., Mori, T., Poulsen, C., Fukushima, A., Harholt, J., Fujimoto, Y., Umemoto, N. and Saito, K.:
"The third DWF1 paralog in Solanaceae, sterol D24-isomerase, branching withanolide biosynthesis from the general phytosterol pathway."
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 115, E8096-E8103 (2018) - 3.Higashi, Y., Okazaki, Y., Takano, K., Myouga, F., Shinozaki, K., Knoch, E., Fukushima, A. and Saito, K.:
"HEAT INDUCIBLE LIPASE1 remodels chloroplastic monogalactosyldiacylglycerol by liberating α-linolenic acid in Arabidopsis leaves under heat stress."
The Plant Cell, 30, 1887-1905 (2018) - 4.Mochida, K., Sakurai, T., Seki, H., Yoshida, T., Takahagi, K., Sawai, S., Uchiyama, H., Muranaka, T. and Saito, K.:
"Draft genome assembly and annotation of Glycyrrhiza uralensis, a medicinal legume"
Plant J., 89, 181-194 (2017) - 5.Nakabayashi, R., Hashimoto, K., Toyooka, K. and Saito, K.:
"Top-down Metabolomic Approaches for Nitrogen-Containing Metabolites"
Analytical Chemistry, 89, 2698-2703 (2017) - 6.Matsuda, F., Nakabayashi, R., Yang, Z., Okazaki, Y., Yonemaru, J., Ebana, K., Yano, M. and Saito, K.:
"Metabolome-genome-wide association study dissects genetic architecture for generating natural variation in rice secondary metabolism"
Plant J., 81, 13-23 (2015) - 7.Sawai, S., Ohyama, K., Yasumoto, S., Seki, H., Sakuma, T., Yamamoto, T., Takebayashi, Y., Kojima, M., Sakakibara, H., Aoki, T., Muranaka, T., Saito, K. and Umemoto, N.:
"Sterol Side Chain Reductase 2 Is a Key Enzyme in the Biosynthesis of Cholesterol, the Common Precursor of Toxic Steroidal Glycoalkaloids in Potato"
Plant Cell. 26, 3763-3774 (2014) - 8.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., 26;4:1510. doi: 10.1038/ncomms2512 (2013) - 9.Nakabayashi, R., Sawada, Y., Yamada, Y., Suzuki, M., Hirai, M.Y., Sakurai, T and Saito, K.:
"Combination of Liquid Chromatography-Fourier Transform-Ion Cyclotron Resonance-Mass Spectrometry with 13C-labeling for Chemical Assignment of Sulfur-containing Metabolites in Onion Bulbs"
Analytical Chemistry, 85, 1310-1315 (2013) - 10.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)
研究成果(プレスリリース)
2020年12月1日
種子を保護するネオリグナンの生合成機構を解明2020年4月23日
アルカロイドを標的としたメタボローム解析手法を開発2019年3月29日
情報科学で生体内の多様なメタボロームを包括的に解明2018年8月7日
アシュワガンダ薬用成分の生合成遺伝子を発見2018年7月6日
植物の高温耐性に寄与するリパーゼ遺伝子を発見2017年3月6日
窒素を含む代謝物のメタボローム解析手法を開発2016年10月24日
生薬「甘草」のゲノム解読に成功2016年7月26日
毒のないジャガイモ2015年5月26日
血圧上昇に関与する酵素を阻害する新規含硫黄代謝物を発見2014年10月28日
日本のイネ175品種の代謝物すべてをゲノムワイド関連解析2014年9月13日
ジャガイモの有毒アルカロイド生合成酵素遺伝子を同定2014年1月16日
フラボノイドの高蓄積が酸化と乾燥ストレスへの耐性を高める
関連リンク
メンバーリスト
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
- 梅基 直行
- 上級研究員
- 庄司 翼
- 上級研究員
- 中林 亮
- 研究員
- 東 泰弘
- 研究員
- 森 哲哉
- 専門技術員
- 佐々木 亮介
- 専門技術員
- 小林 誠
- テクニカルスタッフⅠ
- 西澤 具子
- テクニカルスタッフⅠ
- 菅原 聡子
- テクニカルスタッフⅠ
- 高野 耕司
- テクニカルスタッフⅡ
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