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Not only taste but also flavor has a significant impact on the "deliciousness" of food as perceived by people. Flavor characteristics of food have a significant impact on its palatability and influence the qualitative value of the food itself. In this study, the molecular mechanisms of biosynthesis of flavor compounds derived from amino acids in soybean (Glycine max) and fatty acids in mushrooms were elucidated. In Chapter 1, I identified the characteristic aromatic properties of soybean due to sulfur-containing amino acids. Several soybean germplasms, such as Nishiyamahitashi 98-5 (NH) among local varieties in Nagano Prefecture, have an intense seaweed-like flavor after cooking because of their high seed S-methylmethionine (SMM) content. In this study, I compared the amounts of amino acids in the phloem sap, leaves, pods, and seeds between NH and the common soybean cultivar Fukuyutaka. This revealed a comparably higher SMM content alongside a higher free L-methionine (L-Met) content in NH seeds, suggesting that the SMM-hyperaccumulation phenotype of NH soybean was related to L-Met metabolism in seeds. To investigate the molecular mechanism behind SMM hyperaccumulation, I examined the phenotype-associated gene locus in NH plants. Analyses of the quantitative trait loci in segregated offspring of the cross between NH and the common soybean cultivar Williams 82 indicated that one locus on chromosome 10 explains 71.4% of SMM hyperaccumulation. Subsequent fine-mapping revealed that a transposon of about 6 kbp insertion into the intron of a gene, Glyma.10g172700, is associated with the SMM-hyperaccumulation phenotype. The Glyma.10g172700-encoded recombinant protein showed Met-γ-lyase (MGL) activity in vitro, and the transposon-insertion mutation in NH efficiently suppressed Glyma.10g172700 expression in developing seeds. Exogenous administration of L-Met to sections of developing soybean seeds resulted in transient increases in L-Met levels, followed by continuous increases in SMM concentrations, which was likely caused by L-Met methyltransferase activity in the seeds. Accordingly, I propose that the SMM-hyperaccumulation phenotype is caused by suppressed MGL expression in developing soybean seeds, resulting in transient accumulation of L-Met, which is converted into SMM to avoid the harmful effects caused by excess free L-Met. In Chapter 2, I studied the biosynthesis mechanism of 1-octen-3-ol, the main volatile component of mushrooms. 1-Octen-3-ol is a volatile oxylipin found ubiquitously in Basidiomycota and Ascomycota. As 1-octen-3-ol attracts mosquitoes and flies, its involvement in emitter–receiver ecological communication has been proposed. Although the biosynthetic pathway to form 1-octen-3-ol from linoleic acid through linoleic acid 10(S)-hydroperoxide has been proposed in mushrooms, the enzymes involved in this pathway have not been identified. I determined that the Coprinopsis cinerea dioxygenase 1 and 2 (CcDOX1 and CcDOX2) genes in the mushroom C. cinerea contains an N-terminal cyclooxygenase-like heme peroxidase domain and a C-terminal cytochrome P450-related domain. Through analysis of products formed from linoleic acid by the recombinant CcDOX1 and CcDOX2 proteins, I found that CcDOX1 preferentially catalyzes to form the 10(S)-hydroperoxide of linoleic acid (10S-HPODE), meanwhile CcDOX2 form the 8-hydroperoxide of linoleic acid. Moreover, disruption of Ccdox1 in C. cinerea (ΔCcdox1) mycelia suppressed 1-octen-3-ol synthesis. Administration of the 10S-HPODE to the microsome fraction prepared from mycelia resulted in the efficient production of 1-octen-3-ol. Together, these results indicate that CcDOX1 is essential for the biosynthesis of 1-octen-3-ol as the oxygenase that forms 10S-HPODE, followed by the cleavage enzyme. I studied physiological and ecological significance of 1-octen-3-ol of mushroom. ΔCcdox1 was less attractive to fruit fly larvae, while the feeding behavior of fungus gnats on ΔCcdox1 mycelia showed little difference from that on the mycelia of the wild-type strain. The proliferation of fungivorous nematodes on ΔCcdox1 mycelia was similar to or slightly worse than that on wild-type mycelia. Thus, 1-octen-3-ol seems to be an attractive compound for some animals that interact with mushrooms.

本研究の目的は、健常人において、血漿中の尿酸値（UA）と分枝鎖アミノ酸および芳香族アミノ酸（BCAAおよびAAA）の濃度の関連を明らかにすることである。 合計2,804人の健常人について、血漿UAレベルに応じて3つのグループに分類した。その3グループ間における、BCAAとAAAの濃度の関連を、分散分析（ANOVA）と共分散分析（ANCOVA）により解析した。 この研究で対象としたすべてのBCAAとAAAの濃度は、トリプトファンを除き、全てがUA濃度の各レベルに応じて、漸進的に有意に増加した（P<0.001）。また、全体として、個々のBCAAおよびAAAについて、最低のカテゴリーの差にくらべ、高いカテゴリーの差の方が、より大きかった。本研究は、血漿中のBCAAおよびAAAと、UAのレベルについて、潜在的に、密接な関係が存在していることを示唆した。今後、それらの間の因果関係および相互作用を解明する研究が必要である。

　本研究では、小児期（幼児期、学童期、青年期）の生活習慣、遺伝要因と肥満との関連を調査し、肥満予防のための公衆衛生的アプローチを検討した。食物繊維摂取が学童期の子どもの肥満および血圧、血中脂質パラメーターに及ぼす影響を明らかにすること（調査1：10～11歳の横断研究）、FT0遺伝子多型が幼児期から青年期の体格変化に及ぼす影響を明らかにすること（調査2：3歳、10歳、13歳に渡る縦断研究）、さらに、学童期から青年期にかけて身体活動がFT0遺伝子多型と体格変化に及ぼす影響を明らかにすること（調査3：13歳、18歳に渡る縦断研究）、を本研究の目的とした。 　調査1では、学童期の食物繊維摂取は肥満およびコレステロール高値のリスク低減に有効であることが示唆された。 　調査2では、幼児期から学童期にかけてFT0遺伝子の影響が強く表れ、中学生の年代になるとこの影響は逆に減弱し、部活動等が始まるこの時期の身体活動の影響が関連している可能性があることが推測された。 　調査3では、青年期で、身体活動量が多いほどBMIの増加を弱め、FT0遺伝子多型の影響を減弱させた。 　本論文の構成は5章からなる。 第1章では、緒言として、研究の背景と本研究の目的を述べる。 第2章では、食物繊維摂取が学童期の子どもの肥満および血圧、血中脂質パラメーターに及ぼす影響を検討した。 第3章では、FT0遺伝子多型が幼児期から青年期の体格変化に及ぼす影響を検討した。 第4章では、身体活動がFT0遺伝子多型と体格変化に及ぼす影響について検討した。 第5章では、結言として、本研究のまとめと今後の研究の方向性、今後の展望を述べた。