2023.05.16.
植物の気孔開口を抑え、しおれを防ぐ天然物を新たに発見! ~正体は辛味成分、分子改造で幅広い用途へ~

本研究のポイント

・気孔開口を抑える薬剤として、アブラナ目植物の天然物のイソチオシアネート類注 1)であるベンジルイソチオシアネート (BITC) 注 2)を同定した。
・BITC の作用点として、「気孔開口のエンジンとなる細胞膜プロトンポンプ注 3)の活性化抑制」を明らかにした。
・BITC の分子構造を改良し、抑制活性を大幅に強化したスーパーイソチオシアネート(ス ーパーITC)を開発した。
・スーパーITC は、植物ホルモンのアブシジン酸(ABA) 注 4)をしのぐ気孔開口抑制活性を有し、かつ、作用時間の長期化や副作用軽減の優位性も示すことが分かった。
・スーパーITC が、切花のしおれ抑制や土植え植物の乾燥耐性付与の効果を有することを実証した。

研究概要

国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM※)の木下 俊則 教授、佐藤 綾人 特任准教授、相原 悠介 特任講師らの研究グループは、関西学院大学理学部 村上 慧 准教授らとの共同研究により、植物の気孔開口を抑制する天然物を発見し、これをもとに活性を大幅に向上した分子の開発に成功しました。 
本研究では、気孔開口阻害剤としてアブラナ目植物に含まれる天然物のベンジルイソチオシアネート(BITC)を新たに見出しました。この化合物は、気孔の開口のエンジンとなる細胞膜プロトンポンプの働きを抑制することで、気孔が開かないようにすることが分かりました。さらに、BITC の分子構造を様々に改変し、天然物の最大 66 倍も強力な気孔の開口抑制活性を示し、かつ副作用の少ない「スーパーITC」分子の開発に成功しました。 
これらの化合物をキクの切花や土植えのハクサイに散布したところ、乾燥による葉のしおれが抑制されることが明らかとなりました。切花や生け花の鮮度保持剤や農作物の乾燥耐性付与剤としての利用が期待されます。 
本研究成果は、2023年5月15日午後6時(日本時間)付イギリス科学誌「Nature Communications」でオンライン公開されます。 

お問い合わせ先

【研究者連絡先】 
東海国立大学機構 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM)
特任講師 相原 悠介(あいはら ゆうすけ) 
E-mail: yaihara@bio.nagoya-u.ac.jp

東海国立大学機構 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM)
教授 木下 俊則(きのした としのり) 
TEL:052-789-4778 FAX:052-789-4778 
E-mail: kinoshita@bio.nagoya-u.ac.jp

関西学院大学 理学部 
准教授 村上 慧(むらかみ けい) 
TEL:079-565-7601  FAX:079-565-7605 
(TEL・FAX は神戸三田キャンパス事務室 学部運営・入試課となります) 
E-mail: kei.murakami@kwansei.ac.jp

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関西学院 広報室 企画広報課 
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国立研究開発法人 科学技術振興機構 総務部 広報課 
TEL: 03-5214-8404 FAX: 03-5214-8432 
E-mail: jstkoho@jst.go.jp

(共同リリース)植物の気孔開口を抑え、しおれを防ぐ天然物を新たに発見!PDFリンク