１．研究プロジェクト概要

1

様式

平成３０年 ４月２７日

平成２９年度研究プロジェクト年次報告書

１．研究プロジェクト概要

研 究 プ ロ ジ ェ ク ト の 名 称 ヘルスバイオサイエンス研究 研究ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ･ﾘｰﾀﾞｰ 部局・専攻

・氏名

農学研究科・生命機能科学・水野雅史

当 該 年 度

研 究 員 数 １０人（学術研究員，学振特別研究員（DC1, DC2は除く），外国人招へい研 究員等）

外 部 資 金

A

獲 得 実 績

科学研究費補助金

奨学寄附金

特許出願件数 ２件

２．構成員とその役割分担

氏 名 部局・専攻

水野雅史 農学研究科・生命機能科学

吉田 健一 科学技術イノベーション研究科

大澤 朗 農学研究科・資源生命科学

白井 康仁 農学研究科・生命機能科学

竹中 慎治 農学研究科・生命機能科学

滝川 浩郷 農学研究科・生命機能科学

橋本 堂史 農学研究科・生命機能科学

久世 雅樹 農学研究科・生命機能科学

伊藤 俊樹 バイオシグナル総合研究センター

田中 耕生 先端融合研究環

2

３．研究成果の概要等について

水 野 雅 史

Enterococcus faecalis IC-1によるⅠ

型アレルギー抑制効果について、アレルギー反応を想定した

Caco-2/RBL-2H3共培養系を用いて抗アレルギー効果を検討した。その結果、E. faecalis IC-1株に

抗アレルギー効果があることが解り、これら両株は

受 身 皮 膚 ア ナ フ ィ ラ キ シ ー （

した。しかもその効果は経口投与の場合のみ発揮さ れることを明らかにした。このことから、

の情報伝達がおこり最終的に肥満細胞の活性化を 抑制していることが想定された。

吉 田 健 一 ・ 田 中 耕 生

有用イノシトール類として開発を進めてきたピニトール（3-

ダイズやアイスプラントなど一般に食経験のある野菜類に含まれる天然成分である。一定量のピ ニトールを服用することが、高血糖値の抑制や多嚢胞卵巣症の改善につながるなどの報告があ り、米国FDAは食品補助成分として安全性を認めている。我々の培養細胞実験ならびに動物実験 によっても、ピニトールが筋肉組織へのブドウ糖吸収を優先的に促進することが示されている。

この経過を受けて、フジッコとの共同により北海道帯広市にてダイズ植物（特に枝豆収穫後の茎、

などの廃棄物）からピニトールを抽出するパイロットプラントを立ち上げて継続的に研究を進め ている。こうして抽出されたピニトールを使用

して食品の試作を行い、北海道帯広農業高等学 校より東北海道農業クラブ発表にて最優秀賞 を受賞するとともに、とかちマルシェに出品し て広く一般に提供試食の機会を設けた（右図は その新聞報道）。また、発達科学研究科の佐藤 准教授との共同により、健常者における血糖値 降下作用を確認した。

も う 一 つ の 開 発 タ ー ゲ ッ ト で あ り 、ア ル ツ ハ イ マ ー 病 の 予 防・治 療 効 果 が 期 待 さ れ る シ ロ

組 み 換 え 枯 草 菌 に よ る 生 産 方 法 の 改 良 を 進 め た 。従 来 の 技 術 開 発 を さ ら に 発 展 さ せ て 、 グ ル コ ー ス か ら の 生 産 系 を 実 現 し た 。

+/+ +/+ +/+

E. faecalis IC-1 (1 x 10⁸cfu/ml) 70 60

0 50 40 30 20 耳介浮腫（m） 10

∗

E. faecalis IC-1の投与法によるPCA反応への影響

3

大 澤 朗

こ れ ま で の 機 能 性 食 品 や 医 薬 品 の 機 能 性 評 価 は 、動 物 試 験 や ヒ ト 介 入 試 験 に よ っ て 評 価 さ れ 、そ れ ぞ れ ヒ ト 腸 管 環 境 と の 齟 齬 や 倫 理 的 問 題 な ど が あ っ た 。こ れ ら を 解 消 す べ く 、 我 々 は 「 培 養 系 ヒ ト 腸 管 モ デ ル 」

多 様 性（ 菌 数・全 菌 種 の 保 持 ）お よ び 代 謝 状 態（ 短 鎖 脂 肪 酸 濃 度（

を 再 現 で き る シ ス テ ム を 構 築 し た 。 本 年 は

れ て い る「 難 消 化 性 食 物 繊 維 」に 着 目 し 、こ れ ら の ヒ ト 大 腸 内 の 細 菌 群 集 に 対 す る 影 響 評 価 行 っ た 。 そ の 結 果 、 難 消 化 性 食 物 繊 維 の 添 加 に よ っ てBacteroidetes 門 に 属 す る 細 菌 群 の 増 加 お よ び プ ロ ピ オ ン 酸 濃 度 が 特 異 的 に 上 昇 す る こ と （ 下 図 ） が 観 察 さ れ 、

・ 短 鎖 脂 肪 酸 濃 度 の 変 遷 ） と そ れ に 対 応 し た 細 菌 群 変 遷 を 予 測 で き る こ と が 示 さ れ た 。

白 井 康 人

ジ ア シ ル グ リ セ ロ ー ル キ ナ ー ゼ （

ジ ン 酸（

な 酵 素 の 活 性 を 調 節 す る こ と か ら 、

れ て い る 。本 年 度 は 、10種 報 告 さ て い る 哺 乳 類 の

白 血 病（

ま た 、既 存 の 抗CML薬 に 耐 性 を 示 す 細 胞 株 に も あ る 程 度 効 果 を 発 揮 す る こ と 及 び そ の 機

序 を 明 ら か に し 、

昨 年 作 製 し たDGKγノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス を 用 い て 、

泌 や ア レ ル ギ ー の 発 症 に 関 与 し て い る こ と を 明 ら か に し た 。

4

-10 10 30 50 70 90

0 5 10 15 20

mV

Time (min) 0 h

24 h

竹 中 慎 治

卵 殻 膜 分 解 酵 素 生 産 菌

卵 殻 膜 分 解 に 優 れ る 。し か し 、消 費 者 の 安 心・安 全 の 観 点 か ら 、本 菌 は 緑 膿 菌 で あ る こ と か ら 同 酵 素 を 用 い た 卵 殻 膜 加 水 分 解 物 を サ プ リ メ ン ト や 添 加 物 と し て 広 く 普 及 さ せ る こ と は 困 難 で あ る 。 そ こ で 、 デ ー タ ー ベ ー ス を 基 に

（Peptidase M4 superfamily; elastase, hemagglutinin等 ）か ら 選 抜 し た 。各 種 加 水 分 解 酵 素 活 性 の 結 果 を 基 に 、P. indica NBRC103045株 の プ ロ テ ア ー ゼ （

結 果 、

れ た 。 つ づ い て 、

転 換 株 で 発 現 さ せ た と こ ろ 、ほ と ん ど が 不 溶 性 タ ン パ ク 質 で あ っ た が ア セ ト ン 処 理 を す る こ と に よ り リ フ ォ ー ル デ ィ ン グ が 可 能 と な り 、 活 性 は 約

ラ ム ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー に よ り 単 一 に 精 製 で き た 。さ ら に 、組 み 換 え 酵 素 に お け る 卵 殻 膜 分 解 の 最 適 化 を 検 討（pH 8.0, 45℃

し 、反 応24時 間 で 可 溶 性 タ ン パ ク 質 お よ び

ペ プ チ ド を 調 製 す る 反 応 系 を 確 立 し た 。

5

滝 川 浩 郷

DNAポ リ メ ラ ー ゼ 阻 害 活 性 物 質 で あ るhymenoic acidの 光 学 活 性 体 合 成 を 、Juliaカ ッ プ リ

ン グ を 鍵 反 応 と し て 用 い 達 成 し た 。世 界 初 の 合 成 で あ る 。ま た 、抗 白 血 病 活 性 を 有 す る

橋 本 堂 史

昨 年 度 の 研 究 に お い て ア リ ル イ ソ チ オ シ ア ネ ー ト（

チ オ カ ル バ モ イ ル

細 胞 に 対 し てG

お け る 細 胞 周 期 の 停 止 を 誘 導 す る こ と を 明 ら か に し た 。本 年 度 は 、NAC-AITC で 処 理 し たHepG2 細 胞 に お い て 細 胞 内

signal-regulated kinase 1/2（ERK1/2）の リ ン 酸 化 レ ベ ル が 増 加 す る こ と を 明 ら か に し た 。

こ れ ら の こ と か ら 、

伴 っ て い る こ と を 明 ら か に し た 。

久 世 雅 樹

発 光 タ ン パ ク 質 フ ォ ラ シ ン は デ ヒ ド ロ セ レ ン テ ラ ジ ン

を 基 質 と し て 発 光 し て い る 。 活 性 酸 素 を 生 体 内 で 可 視 化 す る 手 段 と し て 利 用 し て お り 、よ り 高 輝 度 に 発 光 す る 基 質 ア ナ ロ グ の 需 要 が 高 い 。 本 研 究 で は 、 フ ォ ラ シ ン の

を も と に 基 質 ア ナ ロ グ を 設 計 す る こ と を 目 指 し て い る 。そ こ で 、フ ォ ラ シ ン のX線 結 晶 構 造 解 析 に 必 要 と な る 基 質 ア ナ ロ グ（ 不 活 性 化 剤 ）を デ ザ イ ン し て 合 成 し た 。化 合 物

を 出 発 物 質 と し て 合 成 経 路 に つ い て 精 査 し た 結 果 、 以 下 に 示 す 化 合 物

が 天 然 型 基 質

の 発 光 を 不 活 性 化 す る こ と が 判 明 し た 。

O

Br 3

NEt₂ N

N N

OH O

HO MeO

OMe O

2 1

6

伊 藤 俊 樹

新 規 リ ン 脂 質 結 合 モ ジ ュ ー ル で あ る

機 能 の 多 く は 不 明 で あ る 。 本 研 究 で は 、 本 タ ン パ ク 質 の 生 理 機 能 を 明 ら か に す る た め 、 そ の 細 胞 内 動 態 の 解 明 を 目 指 し て い る 。そ こ で 、培 養 細 胞 に お け る

ブ イ メ ー ジ ン グ 観 察 を 行 っ た と こ ろ 、ア ポ ト ー シ ス に よ る 細 胞 死 の 直 前 に

が ミ ト コ ン ド リ ア 膜 に 急 速 に 移 行 す る こ と が 明 ら か に な っ た 。ノ ッ ク ダ ウ ン 実 験 の 結 果 か ら 、こ の 移 行 は ミ ト コ ン ド リ ア の 機 能 障 害 に 伴 う 細 胞 死 に お い て 重 要 な 役 割 を 担 う こ と が 示 唆 さ れ た 。

※ 原 則 と し て ， ホ ー ム ペ ー ジ に 公 表 し ま す 。

7

４．論文・著書

[論文]

論文名：A proinflammatory e

著者名：Minato, K., Ohara, A., Mizuno, M.

掲載誌，巻，ページ：Mediators Inflamm, Article ID 8402405, 9 pages

論文名：Glycoalkaloid, phenolic, and flavonoid content and antioxidative activities of conventional

著者名：Friedman, M., Kozukue, N., Kim, H.J., Choi, S.H., Mizuno, M. （国際共著）

掲載誌，巻，ページ：J Food Comp Anal, 62巻, PP.69-75, 2017年

論文名：Hot water extract of Grifola gargal possesses anti-inflammatory activity 著者名：Mizuno, M., Sakane, I., Minato, K., Watanabe, J., Hashimoto, T.

掲載誌，巻，ページ：Food Sci Technol Res, 23(5) 巻, PP.725-732, 2017年

論文名：Enhancement of anti-inflammatory and anti-allergic activities with combination of luteolin and

著者名：Mizuno, M., Yamashita, S., Hashimoto, T.

掲載誌，巻，ページ：Food Sci Technol Res, 23(6) 巻, PP.811-818, 2017年

論文名：Total Synthesis of (±)-Ramariolides C and D

著者名：Kuse, M., Moriguchi, M., Hachida, M., Takikawa, H.

掲載誌，巻，ページ：Chemistry Letters，46巻，PP.1409-1411，2017年

論文名：First synthesis of (S)-(+)-h

著者名：Takahashi, K,. Matsui, M., Kuse, M., Takikawa, H.

掲載誌，巻，ページ：Biosci Biotechnol Biochem，82巻，PP.42-45，2018年

論文名：Bacillus subtilis iolU encodes an additional NADP+-dependent scyllo-inositol dehydrogenase.

著者名：Kang, D.-M., Tanaka, K., Takenaka, S., Ishikawa, S., Yoshida, K.

掲載誌，巻，ページ：Microb Cell Fact，16巻，67(on-line)，2017年

論文名：Taurine does not affect the composition, diversity, or metabolism of human colonic microbiota

8

著者名：Sasaki, K., Sasaki, D., Okai, N., Tanaka, K., Nomoto, R., Fukuda, I., Yoshida, K., Kondo, A.,

掲載誌，巻，ページ：PLoS One，12巻，e0180991(on-line)，2017年

論文名：Bacillus subtilis IolQ (DegA) is a transcriptional repressor of iolX encoding NAD+-dependent

著者名：Kang, D-.M., Michon, C., Morinaga, T., Tanaka, T., Takenaka, S., Ishikawa, S., Yoshida, K.

掲載誌，巻，ページ：BMC Microbiol，17巻，154(on-line)，2017年

論文名：Biotransformation of ferulic acid to protocatechuic acid by Corynebacterium glutamicum

著者名：Okai, N., Masuda, T., Takeshima, Y., Tanaka, K., Yoshida, K., Miyamoto, M., Ogino, C.,

掲載誌，巻，ページ：AMB Express，7巻，130(onj-line)，2017年

論文名：Homology modeling and prediction of the amino acid residues participating in the transfer of

著者名：Takenaka, S., Ozeki, T., Tanaka, K., Yoshida K..

掲載誌，巻，ページ：Biotechnol Lett，39巻，PP. 1699-1707，2017年

論文名：Genome Sequence of Bacillus velezensis S141, a New Strain of Plant Growth-Promoting

著者名：Sibponkrung, S., Kondo, T., Tanaka, K., Tittabutr, P., Boonkerd, N., Teaumroong, N.,

掲載誌，巻，ページ：Genome Announc，5巻，pii: e01312-17(on-line)，2017年

論文名：Rapid conjugative mobilization of a 100 kb segment of Bacillus subtilis chromosomal DNA is

著者名：Miyano, M., Tanaka, K., Ishikawa, S., Takenaka, S., Miguel-Arribas, A.,. Meijer, W. J. J.,

掲載誌，巻，ページ：Microb Cell Fact，17巻，13(on-line)，2018年

論文名： Low amounts of dietary fibre increase in vitro production of short-chain fatty acids without

著者名：Sasaki, D., Sasaki, K., Ikuta, N., Yasuda, T., Fukuda, I., Kondo, A., Osawa, R.

掲載誌，巻，ページ：Sci Rep，doi:10.1038/s41598-017-18877-8，2018年

論文名： An in vitro investigation of immunomodulatory properties of Lactobacillus plantarum and

9

著者名：Kishimoto, M., Nomoto, R., Mizuno, M., Osawa, R.

掲載誌，巻，ページ：Biosci Microbiota Food Health, 36巻, PP. 101-110，2017年

論文名：Amelioration of diabetic nephropathy by oral administration of d-α-tocopherol and its

著者名：Hayashi, D., Ueda, S., Yamanoue, M., Ashida, H., Shirai, Y.

掲載誌，巻，ページ：Biosci Biotechnol Biochem, 82, 65-73. 2018年

論文名：Effects of vitamin E and its derivatives on diabetic nephropathy in Rats and identification of

著者名：Kakehi, T., Yagi, K., Saito, N., Shirai, Y.

掲載誌，巻，ページ：Funct Foods Health Dis, 7, 816-832. 2017年

論文名：Diacylglycerol Kinase alpha is Involved in the Vitamin E-Induced Amelioration of Diabetic

著者名：Hayashi, D., Yagi, K. , Song, C., Ueda, S., Yamanoue, M., Topham, M., Suzaki, T., Saito, N.,

掲載誌，巻，ページ：Sci Rep, 7, 2597-2604. 2017年

論文名：Homology modeling and prediction of the amino acid residues participating in the transfer of

著者名：Takenaka, S., Ozeki, T., Tanaka, K., Yoshida, K.I.

掲載誌，巻，ページ：Biotechnol Lett，39巻，PP.1699-1707，2017年

論文名：Characterization and mutation analysis of a halotolerant serine protease from a new isolate of

著者名：Takenaka, S., Yoshinami, J., Kuntiya, A., Techapun, C., Leksawasdi, N., Seesuriyachan, P.,

掲載誌，巻，ページ：Biotechnol Lett. 40巻，PP.189-196，2018年（国際共著）

論文名：Direct bioconversion of rice residue from canteen waste into lipids by new amylolytic

著者名：Chaiyaso, T., Srisuwan, W., Techapun, C., Watanabe, M., Takenaka, S.

掲載誌，巻，ページ：Prep Biochem Biotechnol，

際共著）

論文名：An integrated process for xylooligosaccharide and bioethanol production from corncob.

著者名：Boonchuay, P., Techapun, C., Leksawasdi, N., Seesuriyachan, P., Hanmoungjai, P., Watanabe,

10

掲載誌，巻，ページ：Bioresour Technol，256巻，PP.4 399-407，2018年（国際共著）

論文名：Evidence for species-dependent biosynthetic pathways for converting carlactone to

著者名：Iseki, M., Shida, K., Kuwabara, K., Wakabayashi, T., Mizutani, M., Takikawa, H., Sugimoto,

掲載誌，巻，ページ：J Exp Botany，published on the web: Dec 23, 2017.

論文名：

著者名：Kuwaｔa, T,. Hashimoto, T., Ohto, N., Kuwahara, H., Lee, J.-W., Bamba, T., Hashimoto, T.,

掲載誌，巻，ページ：J Funct Foods, 30巻，PP.228-236, 2017年

論文名：A curvature-dependent membrane binding by tyrosine kinase Fer involves an intrinsically

著者名：Yamamoto, H., Kondo, A., Itoh, T.

掲載誌，巻，ページ：Biochem Biophys Res Commun, 495巻, PP.1522–1527, 2018年

11

５．関 連 活 動 及 び 特 記 事 項

（ １ ） 受 賞 （賞名称，受賞対象，受賞者名，授与機関名、受賞年・月）（KUIDにあわせる）

な し

（ ２ ） 研 究 集 会 の 開 催 （ 研 究 プ ロ ジ ェ ク ト の 活 動 と 関 連 の 深 い も の に 限 る ）

重点研究プロジェクト「ヘルスバイオサイエンス研究」主催 学術講演会 日時：平成２９年８月３１日（木） １６：００－１７：００

場所：アイソトープセンター１階 セミナー室

講師：スペイン科学最高会議（CSIC）・教授

演題：「Function of Diacylglycerol Kinase in immune system」

（ ３ ） そ の 他 ，研 究 プ ロ ジ ェ ク ト の 活 動 と 関 連 の あ る 特 記 事 項

出 前 講 義 ： テ ー マ, 身 近 な 発 酵 食 品 を 支 え る 微 生 物 の は な し

日 本 農 芸 化 学 会 （ 出 前 講

義 ）

淡 路 市 五 色 中 学 校