寄生植物ストライガの撲滅に向けたケミカルジェネティクス研究

• 研究課題/領域番号: 15KT0031
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 特設分野
• 研究分野: 食料循環研究
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 土屋 雄一朗 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授 (00442989)
• 連携研究者: 浦口 大輔 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (70426328)
• 研究協力者: 桑田 啓子 ; 佐藤 綾人
• 研究期間 (年度): 2015-07-10 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2016年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2015年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: ストリゴラクトン / 植物ホルモン / 寄生植物 / ストライガ / 食料問題 / 自殺発芽 / ストリゴラクトン受容体 / ケミカルバイオロジー / 食糧問題

研究成果の概要

本研究では、アフリカで深刻な食糧問題を引き起こす寄生植物ストライガ（Striga　hermonthica）を撲滅を目指して、自殺発芽によって土中の種子を自殺発芽に追い込むストリゴラクトン様人工化合物の開発を行った。低分子化合物スクリーニングより発見した人工化合物骨格に、ストリゴラクトンの活性部位を融合したハイブリット分子（コードネーム：SAMR690）を開発した。当該化合物は、フェムトモーラーレベルでストライガの発芽を刺激する非常に高活性な化合物であるとともに、菌根菌や作物への影響が最小限に抑えられたため、実用レベルでの効果が期待される。

研究成果

• [国際共同研究] トロント大学(カナダ)
• [国際共同研究] University of Toronto(Canada)
• [国際共同研究] Department of Cell and Systems Biology/University of Toronto(Canada)
• [雑誌論文] The dynamics of strigolactone perception in Striga hermonthica: a working hypothesis (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya Yuichiro、Yoshimura Masahiko、Hagihara Shinya
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 69 号: 9 ページ: 2281-2290
  • DOI: 10.1093/jxb/ery061
  • 査読あり
• [雑誌論文] 寄生植物ストライガにおけるストリゴラクトンの受容機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 土屋 雄一朗
  • 雑誌名: 植物の生長調節 巻: 52 号: 2 ページ: 63-69
  • DOI: 10.18978/jscrp.52.2_63
  • NAID: 130006308100
  • ISSN: 1346-5406, 2189-6305
• [雑誌論文] Small-molecule antagonists of germination of the parasitic plant Striga hermonthica. (2016)
  • 著者名/発表者名: Holbrook-Smith D, Toh S, Tsuchiya Y, McCourt P
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 12 号: 9 ページ: 724-729
  • DOI: 10.1038/nchembio.2129
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, Y., Yoshimura, M., Sato, Y., Kuwata, K., Toh, S., Holbrook-Smith, D., Zhang, H., McCourt, P., Itami, K., Kinoshita, T. and Hagihara, S.
  • 雑誌名: Science 巻: 349 号: 6250 ページ: 864-869
  • DOI: 10.1126/science.aab3831
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Structure-function analysis identifies highly sensitive strigolactone receptors in Striga. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toh, S., Holbrook-Smith, D., Stogios, P.J., Onopriyenko, O., Lumba, S., Tsuchiya, Y., Savchenko, A., and McCourt, P.
  • 雑誌名: Science 巻: 350 号: 6257 ページ: 203-207
  • DOI: 10.1126/science.aac9476
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Femto-molar stimulants for seed germination in a parasitic plant Striga (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Tsuchiya
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] A synthetic stimulant for seed germination in a parasitic plant Striga (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Tsuchiya
  • 学会等名: 2nd International Congress on Strigolactones
  • 発表場所: Trino, Italy
  • 年月日: 2017-03-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, Y., Yoshimura, M., Sato, Y., Kuwata, K., Toh, S., Holbrook-Smith, D., Zhang, H., McCourt, P., Itami, K., Kinoshita, T. and Hagihara, S.
  • 学会等名: 2nd Edition of the International Congress on Strigolactones
  • 発表場所: Trino, Italy
  • 年月日: 2017-03-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A synthetic stimulant for seed germination in a parasitic plant Striga (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Tsuchiya
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2017-03-16
  • 国際学会
• [学会発表] Chemical Biology to combat against a parasitic plant Striga (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Tsuchiya
  • 学会等名: 5th Annual South Asia Biosafety Conference (SABC)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 寄生植物ストライガの撲滅に向けた化学と生物の融合研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 土屋 雄一朗
  • 学会等名: 天然物化学談話会
  • 招待講演
• [学会発表] Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Tsuchiya
  • 学会等名: 2nd Edition of the International Congress on Strigolactones (ICS)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 寄生植物ストライガの発芽を制御する人工アゴニストの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 土屋 雄一朗
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 招待講演
• [学会発表] A synthetic stimulant for seed germination in a parasitic plant Striga (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Tsuchiya
  • 学会等名: 日本農芸化学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [学会発表] Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Tsuchiya
  • 学会等名: International conference on plant growth substances (IPGSA)
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, Y., Yoshimura, M., Sato, Y., Kuwata, K., Toh, S., Holbrook-Smith, D., Zhang, H., McCourt, P., Itami, K., Kinoshita, T. and Hagihara, S.
  • 学会等名: The International Plant Growth Substances Association Meeting
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] Yuichiro Tsuchiya
  • URL: http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/en/members/y-tsuchiya/
• [産業財産権] 寄生植物発芽調節剤 (2017)
  • 発明者名: 土屋雄一朗、浦口大輔、大井貴史、木下俊則、桑田啓子
  • 権利者名: 土屋雄一朗、浦口大輔、大井貴史、木下俊則、桑田啓子
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017