|
ヒガンバナ科に属するGalanthus elwesiiの無菌植物体の小球及び根より誘導したカルスを用い、超音波を利用したAgrobacterium rhizogenesの感染方法を応用することにより、G. elwesii形質転換体培養系を確立した。また、ヒガンバナ科に属するNarcissus bulbocodiumにおいて、ヒガンバナアルカロイドを蓄積する無菌植物体の根と、アルカロイドをほとんど含まないカルスの間で、次世代シークエンサーを用いたRNA-seqデータに基づく遺伝子発現変動解析を行った結果、根で優位に発現する遺伝子としてヒガンバナアルカロイド生合成の上流に関与するチロシン脱炭酸酵素を抽出することができた。
しかしながら、ヒガンバナ科植物の形質転換体は誘導効率が低く、生長が極めて遅いため、アルカロイド生物合成システムとしては最良と言い難い点が問題であった。そこで、植物培養系に代わる新たなアルカロイド生物合成システムとして、植物内生菌の探索を行った。その結果、N. bulbocodiumの球根りん片から得られた内生菌において、ヒガンバナアルカロイドと予想される化合物の生産が確認された。
また、ヒガンバナアルカロイドとは異なる作用機序によりアルツハイマー病に対して効果を示すキノリチジンアルカロイドを生産するホソバルピナスについても研究を進め、毛状根培養系の確立に成功した。さらに、キノリチジンアルカロイドの生合成遺伝子であるリシン脱炭酸酵素を過剰発現させたホソバルピナス毛状根を誘導し、生合成鍵中間体であるカダベリンを高蓄積させることに成功した。今後、本研究で確立できた植物培養系や得られた内生菌を用いることにより、非天然型化合物を含めた天然物リガンドの自由自在な生物合成を可能にするシステムの確立へと発展させていく予定である。
|
