Chemical biology of natural products involved in plant-microbe interaction

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H00885
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Biomolecular chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Ueda Minoru 東北大学, 理学研究科, 教授 (60265931)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高岡 洋輔 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80599762)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 植物ホルモン / ジャスモン酸 / 受容体 / 遺伝的冗長性

Outline of Final Research Achievements

We constructed a flexible synthetic route to supply all possible stereoisomers of coronatine and constructed a compound library consisting of all 16 stereoisomers of coronatine. Next, the affinities of the isomers in this stereoisomer library for each receptor subtype were comprehensively evaluated by COI1-JAZ co-receptor subtype affinity test.
As a result, one of the 16 stereoisomers was an agonist with high selectivity for COI1-JAZ9. This stereoisomer was found to selectively activate the defense response and not induce other responses. Therefore, it is possible that COI1-JAZ9, and thus, we were able to comprehensively identify defense-response-related genes that function downstream of COI1-JAZ9.

Free Research Field

天然物ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物の防御応答に関係する植物ホルモン ジャスモン酸イソロイシンは、遺伝的冗長性を持つCOI1-JAZ共受容体に結合する。このような遺伝的冗長性を持つ系において、各サブタイプの機能を解明することは遺伝学的手法では難しい。我々の成果は、ケミカルバイオロジーがこれを解決する優れた手法であることを示した点で学術的に大きな意義がある。また、社会絵的には、植物の生長を阻害することなく植物免疫を活性化する分子の開発が可能であることを示せた点は、今後の農薬開発に重要な指針を与える成果であると考える。