2020 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of protein-protein interaction of phytohormone co-receptor with molecular-targeted reactive drug
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18H02101
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高岡 洋輔 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80599762)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ケミカルバイオロジー / 植物ホルモン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物の生長・分化などを司る植物ホルモンの活性を解析・制御する新技術として、アミノ酸選択的な反応基を導入した「リアクティブ分子標的薬」を開発する。植物ホルモンは多くの場合、2種類のタンパク質間相互作用(PPI)を誘起することでその活性を示すが、共有結合形成によって一部のPPIのみを選択的に誘導させることで、植物ホルモンの望みの活性のみを引き起こすことを目指す。本手法は、植物種を超えて様々な植物ホルモンの活性制御を実現する新たな化学的戦略として、食糧問題の解決に貢献しうるのみならず、医薬品の重要なターゲットでもあるPPI創薬にも直結する点で、多くの創薬研究のブレークスルーになると期待される。 これまでに、植物免疫や生長を司る植物ホルモン、ジャスモン酸の共受容体として、ユビキチンリガーゼのCOI1と転写リプレッサーであるJAZの共受容体を標的に据えて検討を行なってきた。JAZには13種類のサブタイプが存在し、そそれぞれの下流で転写因子を制御しているが、遺伝的に重複性が高く制御メカニズムには不明な点が多く残されている。前年度までに、JAZサブタイプへの変異導入と、これに選択的なリアクティブリガンドを開発し、試験管レベルで特異的なPPI誘導を引き起こすことを示したので、今年度はこの系に必要な変異植物体を複数種類、遺伝子組み換え技術を駆使して調整するとともに、実際に植物個体での検討を行った結果、植物体内でも任意の特定JAZサブタイプを選択的に制御可能であることを示唆する結果を得た。今後はさらに、特定のJAZサブタイプの下流で起こる生理現象について解析を行い、各遺伝子が制御する現象の解明に向けて検討を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度までに目下の目標であった、植物体内で本系の選択性・有効性を実証することに成功し、原理検証の達成までこぎつけた。チャレンジングな内容ではあったが、概ね順調に進展していると考えられる。今後はさらに、各遺伝子が制御する下流の応答を解析することで、遺伝的重複性の高い遺伝子の解析をケミカルで実証する初の例として検討を重ねる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、標的遺伝子が実際に植物体内で制御する生理応答を、網羅的な遺伝子発現解析や表現型解析で観察し、遺伝的重複性の問題をケミカルツールで解消できるか、検討を行う。このためのown promoter下流で発現調整された、変異導入された標的タンパク質を発現する植物体の調整を行い、本系の更なる有効性の実証を目指す。
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