村木原生物学研究所　中教授らの研究が米国科学アカデミー纪要(笔狈础厂)オンライン版に掲载されました

2009.01.09

プレスリリース
研究

狈惭搁を駆使し、植物に新たなステロール生合成経路を発见

-木原生研のトウガラシ遗伝资源を有効活用した応用展开へ-

横浜市立大学木原生物学研究所（国际総合科学研究科）?村中俊哉教授（植物応用ゲノム科学部门）は、独立行政法人理化学研究所植物科学研究センターと共同で、生命活动に必须な化合物であるステロールについて、30年来の常识を覆し、植物に新たな生合成経路が存在することを発见しました。ナス科の植物には、ステロール生合成経路から代谢された、薬理活性を有するさまざまなステロイド化合物が含まれています。今后、木原生研のトウガラシ（ナス科）リソースを有効活用した応用展开が期待されます。

研究概要

　ステロールは、生物に広く共通して存在し、细胞膜の构成成分や、ステロイドホルモンの前駆体として生命活动に必须な化合物ですが、动物と植物の间でその生合成経路が异なるとされていました。动物ではラノステロールという生合成中间体を経て动物ステロールが生合成されるのに対し、植物ではシクロアルテノールという生合成中间体を経て植物ステロールが生合成されます。この反応が、动物と植物でのステロール生合成の分岐点であると、教科书にも记载されています。しかし、研究チームは2006年、オキシドスクアレン闭环酵素の一种であるシクロアルテノール合成酵素（颁础厂）遗伝子に加えて、ラノステロール合成酵素（尝础厂）遗伝子が植物にも存在することを明らかにしました。
　研究チームは、尝础厂が実际に植物で机能してラノステロールを合成し、ラノステロール経由で植物ステロールが生合成されているのかを解析しました。具体的には、シクロアルテノールとラノステロールの形成机构が异なることに注目し、シロイヌナズナというモデル植物を用いて重水素で标识したメバロン酸の追跡実験を行いました。狈惭搁を駆使した分析の结果、植物ステロールが、シクロアルテノール経路に加えて、ラノステロール経路でも生合成されることを発见し、さらにこれらの経路の寄与率がそれぞれ99%、1%程度であることを明らかにしました。
植物におけるラノステロール経路の寄与は、通常の生育条件ではわずかですが、病気や伤害などの紧急事态には多く働くことが分かってきました。今后、2つの経路を植物がどのように使い分けているのかを明らかにすることで、有用なステロイド化合物の生产性の向上や病伤害に强い植物の育成に贡献できると期待されます。
特に、ナス科の植物には、ステロール生合成経路から代谢された、さまざまなステロイド化合物が含まれています。これらステロイド化合物の中には、ジャガイモのソラニンといった食中毒の原因になる物质がある一方で、さまざまな薬理活性があるものが知られていますが、植物の体の中で、どのようなしくみで生合成されているか明らかにされていません。
　横浜市立大学木原生物学研究所には、ナス科のトウガラシについて多様な遗伝资源が整备されており、これらのリソースを有効活用した研究を展开させていきます。
　本研究成果は、米国科学アカデミー纪要(笔狈础厂)にオンライン掲载されました。

麻豆官网