樹木培養細胞の化学環境応答
キーワード：メキシコイトスギ、モノテルペン、植物間信号伝達、防御機構
2009.04.
| 藤田 弘毅（ふじた こうき） | データ更新日：2024.04.02 |
主な研究テーマ
テルペン生合成関連酵素のクローニングとキャラクタリゼーション
キーワード：クローニング、発現、キャラクタリゼーション、テルペン生合成酵素、遺伝子
2001.04.
キーワード：クローニング、発現、キャラクタリゼーション、テルペン生合成酵素、遺伝子
2001.04.
樹木細胞の組織培養技術
キーワード：細胞、組織培養、樹木、カルス、二次代謝
1994.02.
キーワード：細胞、組織培養、樹木、カルス、二次代謝
1994.02.
ヒノキチオール生合成経路の解明
キーワード：メキシコイトスギ、テルペン、ヒノキチオール、組織培養、P450、テルペンシンターゼ
1994.02.
キーワード：メキシコイトスギ、テルペン、ヒノキチオール、組織培養、P450、テルペンシンターゼ
1994.02.
従事しているプロジェクト研究
農林水産業・食品産業科学技術研究推進事業（シーズ創出ステージ：27006A、バンブーリファイナリー技術開 発による竹林有効利用の先進的九州モデル構築）
2015.04～2018.03, 代表者：堤 祐司, 九州大学大学院農学研究院, 九州大学大学院農学研究院
タケの化学変換技術を開発し、竹林の有効利用を図る。.
2015.04～2018.03, 代表者：堤 祐司, 九州大学大学院農学研究院, 九州大学大学院農学研究院
タケの化学変換技術を開発し、竹林の有効利用を図る。.
ヒノキチオールの細胞凍結保護効果に関する研究
2004.04～2005.03, 代表者：竹澤大輔, 北海道大学, 北海道大学
ヒノキチオールの細胞内生産による耐寒性向上の可能性を検討する。.
2004.04～2005.03, 代表者：竹澤大輔, 北海道大学, 北海道大学
ヒノキチオールの細胞内生産による耐寒性向上の可能性を検討する。.
メキシコイトスギ培養細胞におけるヒノキチオール生成経路と関与する酵素
2003.04～2004.03, 代表者：藤田弘毅, 九州大学, 日本
メキシコイトスギにおいてヒノキチオールを生産する経路・酵素・その遺伝子を明らかにする。.
2003.04～2004.03, 代表者：藤田弘毅, 九州大学, 日本
メキシコイトスギにおいてヒノキチオールを生産する経路・酵素・その遺伝子を明らかにする。.
研究業績
主要著書
主要原著論文
| 1. | Koki Fujita, Ryo Kambe, Ransika de Alwis, Tatsuya Yagi, Yuji Tsutsumi, Airborne Monoterpenes Emitted from a Cupressus lusitanica Cell Culture Induce a Signaling Cascade that Produces β-Thujaplicin, Journal of Chemical Ecology, 10.1007/s10886-016-0739-2, 42, 8, 814-820, 2016.09, [URL], A cell culture of Cupressus lusitanica was used to investigate the reaction of a plant to certain airborne chemicals. Compared with laboratory and field methods using intact plants or tissues, a cell culture is advantageous because it is not affected by environmental factors and the experiments are easier to reproduce. When exposed to an elicitor, our cell line produces 10 olefin monoterpenes and beta-thujaplicin, which is a strong phytoalexin. These monoterpenes are emitted into the vapor phase and are expected to play a role in airborne signaling. In the present study, the cells were exposed to monoterpene vapors, and the volatiles present in the culture flasks were monitored. When the culture cells were exposed to low doses of sabinene, we detected beta-terpinene and p-cymene. After exposure to beta-terpinene, we found p-cymene and terpinolene, whereas p-cymene exposure resulted in terpinolene emission. By contrast, the other seven monoterpenes we investigated did not induce any emissions of other monoterpenes. These results strongly suggest that in C. lusitanica a signaling cascade exists that starts with the emission of sabinene and moves to beta-terpinene, p-cymene, and finally to terpinolene, which accelerates the production of the phytoalexin beta-thujaplicin.. |
| 2. | Koki Fujita, Yasufumi Bunyu, Ken-ichi Kuroda, Tatsuya Ashitani, Jun Shigeto, Yuji Tsutsumi, A novel synthetic pathway for tropolone ring formation via the olefin monoterpene intermediate terpinolene in cultured Cupressus lusitanica cells, Journal of Plant Physiology, 10.1016/j.jplph.2013.12.016, 171, 8, 610-614, 2014.03, β-Thujaplicin is a wood monoterpene and tropolone compound with a unique conjugated 7-membered ring. Because of its strong antifungal and antitumor activities, β-thujaplicin is used in several fields. The biosynthesis pathway of β-thujaplicin has not yet been elucidated. Using Cupressus lusitanica cell cultures in a radioisotope feeding experiment, our group previously demonstrated that geranyl pyrophosphate (GPP) is the starting material of β-thujaplicin biosynthesis. The results of our previous terpene synthase assay suggested that terpinolene is the first olefin terpenoid intermediate from GPP to β-thujaplicin, although there was no experimental evidence of this at that time. In the present study, we fed deuterium-labeled terpinolene to cultured C. lusitanica cells to determine whether terpinolene is an intermediate metabolite of β-thujaplicin biosynthesis. A gas chromatography-mass spectroscopy analysis of the cell extracts from labeled terpinolene cultures revealed a peak of labeled β-thujaplicin that was not observed after treatment with non-labeled terpinolene. The identification of labeled β-thujaplicin was also performed by mass spectrum assignment. The outcome indicated that terpinolene is indeed an intermediate metabolite of β-thujaplicin biosynthesis. To the best of our knowledge, there has been no prior report that tropolone compounds are biosynthesized via a terpene biosynthesis system, and our results thus suggest the existence of a novel biosynthetic pathway that produces the conjugated 7-membered ring.. |
| 3. | Takako Harada, Eriko Harada, Ryoko Sakamoto, Tatsuya Ashitani, Koki Fujita, Ken'ichi Kuroda, Regio- and Substrate-specific Oxidative Metabolism of Terpinolene by Cytochrome P450 Monooxygenases in Cupressus lusitanica Cultured Cells, American journal of plant sciences, 3, 268-275, 2012.02. |
| 4. | Ransika De Alwis, Koki Fujita, Tatsuya Ashitani, Ken’ichi Kuroda, Volatile and non-volatile monoterpenes produced by elicitor-stimulated Cupressus lusitanica cultured cells, Journal of Plant Physiology, 166, 720-728, 2009.05. |
| 5. | Zhao J, Fujita K, Sakai K, Oxidative stress in plant cell culture: A role in production of beta-thujaplicin by Cupresssus lusitanica suspension culture, Biotechnology and Bioengineering, 10.1002/bit.20465, 90, 5, 621-631, 90 (5): 621-631, 2005.06. |
| 6. | Fujita K, Yamaguchi T, Itose R, Sakai K, Biosynthetic pathway of beta-thujaplicin in the Cupressus lusitanica cell culture, Journal of Plant Physiology, 156, 4, 462-467, 156 (4): 462-467, 2000.04. |
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
| 1. | 原田貴子、藤田弘毅, 共役七員環化合物について , 木材学会九州支部会会報（木科学情報誌）, 28(2), 25-28, 2011, 2011.04, 七員環二次代謝物の生合成に関するレビュー. |
| 2. | 藤田弘毅, メキシコイトスギ培養細胞におけるヒノキチオール生成経路と関与する酵素, 2004.04. |
主要学会発表等
| 1. | 神戸 良, 藤田 弘毅, 芦谷 竜矢, 堤 祐司, Cupressus lusitanica培養細胞が気相中に発散するモノテルペンの役割, 第５７回 香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会, 2013.10, [URL], Cupressus lusitanica培養細胞が気相中に発散するモノテルペンの消長を分析し、自然界でシグナル伝達に関与していると思われる状況を報告した。. |
| 2. | Takako Harada, Ryoko Sakamoto, Eriko Harada, Koki Fujita, Stereoselective oxidations of terpinolene in Cupressus lusitanica culture cells, Terpnet 2009, 2009.05, [URL]. |
| 3. | (九大院農)原田 貴子、坂本 怜子、藤田 弘毅、黒田 健一, Cupressus lusitanica 細胞内におけるモノテルペンの酸化的代謝の立体制御, 第59回日本木材学会松本大会, 2009.03, [URL]. |
| 4. | (九大院農)原田 貴子、藤田 弘毅、黒田 健一, Cupressus lusitanica 細胞内におけるモノテルペンの酸化的代謝の立体制御 （２）, 日本木材学会第１６回九州支部大会（沖縄）, 2009.03, [URL]. |
| 5. | 高山奈緒、藤田弘毅、須原弘登、黒田健一, Cupressus lusitanicaテルペンシンターゼcDNAのクローニングIII, 日本木材学会, 2005.03. |
| 6. | 原田英梨子、藤田弘毅、芦谷竜矢、黒田健一, Cupressus lusitanica培養細胞におけるテルピノレンを酸化するチトクロームP450酵素(II), 日本木材学会, 2005.03. |
学会活動
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2022.03.14～2022.03.16, 第73回日本木材学会大会（福岡）, 実行委員.
2021.03.19～2021.03.21, 第７１回日本木材学会大会（東京）, 座長（Chairmanship）.
2020.03.16～2020.03.18, 第７０回日本木材学会大会（鳥取）, 座長（Chairmanship）.
2018.11.15～2018.11.15, 第２５回日本木材学会九州支部大会（福岡）, 庶務幹事.
2015.10.05～2013.10.06, 第22回日本木材学会九州支部会, 座長（Chairmanship）.
2014.03.13～2013.03.15, 第64回日本木材学会大会（松山）, 座長（Chairmanship）.
2013.09.02～2013.09.03, 第20回日本木材学会九州支部会, 座長（Chairmanship）.
2013.10.05～2013.10.06, 第57回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会, 座長（Chairmanship）.
2013.03.27～2013.03.29, 第63回日本木材学会大会（岩手）, 座長（Chairmanship）.
2011.09.15～2011.09.16, 第56回リグニン討論会（鶴岡）, 座長（Chairmanship）.
2010.10.23～2010.08.24, 第５４回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会, 座長（Chairmanship）.
2009.11.12～2009.11.13, 第１6回日本木材学会九州支部会, 座長（Chairmanship）.
2009.03.15～2009.03.17, 第59回日本木材学会大会（松本）, 座長（Chairmanship）.
2008.08.22～2008.08.23, 第１５回日本木材学会九州支部会, 座長（Chairmanship）.
2008.03.17～2008.03.19, 第58回日本木材学会大会（つくば）, 座長（Chairmanship）.
2007.11～2007.11, 第１４回日本木材学会九州支部会, 座長（Chairmanship）.
2001.04～2001.04, 第５１回日本木材学会, 座長（Chairmanship）.
2003.03～2003.03, 第５３回日本木材学会, 座長（Chairmanship）.
1999.11～1999.11, 第６回日本木材学会九州支部会, 座長（Chairmanship）.
2017.03.17～2017.03.19, 第67回日本木材学会大会, 実行委員.
2014.03.13～2014.03.15, 第64回日本木材学会大会, プログラムコーディネーター.
2013.03.27～2013.03.29, 第63回日本木材学会大会, プログラムサブコーディネーター.
2010.03.17～2010.03.19, 第60回日本木材学会大会, 実行委員.
2008.09.15～2008.09.17, 日本きのこ学会第12回大会, 実行委員.
2008.04.17～2008.04.19, 第５回東アジア国際きのこ会議, 実行委員.
2006.06～2008.05.16, 九州紙パルプ研究会, 庶務幹事.
2003.03～2004.05.16, 第５３回日本木材学会, 実行委員.
学術論文等の審査
| 年度 | 外国語雑誌査読論文数 | 日本語雑誌査読論文数 | 国際会議録査読論文数 | 国内会議録査読論文数 | 合計 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2023年度 | 1 | 1 | |||
| 2022年度 | 2 | 2 | |||
| 2020年度 | 3 | 1 | 0 | 0 | 4 |
| 2019年度 | 2 | 2 | |||
| 2018年度 | 1 | 1 | |||
| 2017年度 | 1 | 1 | |||
| 2016年度 | 1 | 1 | |||
| 2012年度 | 3 | 1 | 4 | ||
| 2011年度 | 2 | 2 | |||
| 2010年度 | 2 | 1 | 3 | ||
| 2009年度 | 5 | 5 | |||
| 2008年度 | 2 | 1 | 3 | ||
| 2007年度 | 1 | 1 | |||
| 2003年度 | 1 | 1 | |||
| 2001年度 | 1 | 1 |
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
Northern Arizona University, UnitedStatesofAmerica, 2019.11～2019.11.
The Orthodox Academy of Crete, Greece, 2013.05～2013.06.
Universuty of Copenhagen, Copenhagen, Denmark, Centre National de Génotypage, Evry, France, The Regional Museum of Natural Sciences, Torino, Italy, Denmark, France, Italy, 2012.03～2012.06.
Brofästet Hotel and Conference, The Linnaeus University , Royal Institute of Technology, Sweden, 2011.05～2011.05.
Bagnères and by theFrench GDR of Chemical Ecology and the Institut de Recherche sur la Biologie de l’Insecte (I.R.B.I.), of the University of Tours and the Centre National de la Recherche Scientifique (C.N.R.S)., France, 2010.07～2010.08.
University of British Columbia, Royal Institute of Technology, Sweden , Canada, Sweden, 2009.03～2009.03.
Plant Research International , Netherlands, 2005.04～2005.04.
University of Kentacky, UnitedStatesofAmerica, 2003.05～2003.05.
Brown university, UnitedStatesofAmerica, 2002.03～2003.03.
Int. Nat. congress of Plant tissue culture and biotechnology, Israel, 1998.05～1998.06.
Washington state university, UnitedStatesofAmerica, 1991.10～1993.12.
受賞
日本木材学会賞, 日本木材学会, 2015.01.
第５５回日本木材学会賞, 日本木材学会, 2014.01.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2023年度～2025年度, 基盤研究(C), 代表, スギのテルペン生合成に関与する酵素・遺伝子の高効率網羅的探索.
2014年度～2016年度, 基盤研究(B), 分担, 細胞壁へのリグニンモノマー供給を調節する輸送体・転写因子の同定⇒有用樹種開発へ.
2012年度～2014年度, 基盤研究(C), 代表, 樹木特有の新規環拡大反応であるトロポロン生合成機構の解明と応用.
2007年度～2009年度, 基盤研究(C), 代表, 樹木抽出成分のコントロールに向けたテルペノイド生合成関連遺伝子・酵素の解析.
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