古屋大学 ン 生 分子研究所 鳥居 啓子客員教授 ワ ン ン大学教授 打田 直行特任准教授 大学院理学研究科 萩原 伸也准教授 高橋 宏 助教 研究
植物 主要 ン あ キ ン 生理現象 自在操作 可能 人 ン 容体 創 世界 初 成功 キ ン 植物 屈性や 力屈性 根 茎 花
形成 や 含 作物 実 成熟 要 制御 い
特定 キ ン作用 自在 操作制御 こ 可能
キ ン 容体 いう ン 質 結 こ 生理応答 引 起こ 回 研究 bump-and-hole法 法 いう分子設計技術 用い 然 キ ン 容体
結 い 成 キ ン類縁化 物 キ ン び キ ン 結 改
変 容体 容体 創 さ こ 人 ン 容体 用い 進化論
ン 130 以 前 キ ン 存在 予言 植物
伸長生長 い そ 仕組 一端 明 回 創 成功 キ ン
自然界 植物 作用 ぼさ い 考え 容体 組 わ こ 特 定 栽 植物 組織 器官 的 絞 成長促進剤や 生態系 撹乱 い除草剤 利用 期待さ
こ 研究成 成30 1 23日付 日本時間 英国科学雑 Nature Chemical Biology電子 版 掲載さ
ン
■ bump-and-hole法 法 いう分子設計技術 用い 然 キ ン 容体 結
い キ ン び キ ン 結 容体 創
■ 容体 植物 特定 部 自在 導入 容体 識さ
有機化学
合成生物学を駆使し
植物ホル
ンの作用をハ
ジ
ック！
キ ン 然 キ ン 様 多彩 生理作用 誘起 改変 容体 持
い自然界 植物 作用
■ キ ン 容体 利用 こ キ ン 植物 素早
い伸長 酸生長 引 起こ 仕組 明
■ 容体 作物 導入 こ 自然界 植物生態系 撹乱 特定 栽 植
物 組織 器官 的 絞 成長促進剤や 逆 除草剤 利用 期待さ
研究背景 内容
ワ 陽 追い こ や 植物 根 向 伸び 行 こ 誰 見
聞い 経験 あ い う こ 屈性や 力屈性
植物 ン キ ン 根や茎 均等 伸長 こ 起こ
さ キ ン 側根 根 分 維管束 水や養分 通 道 花芽 形成や
や 要作物 実 成熟 引 起こ 然 キ ン ン 酢酸
IAA いう単純 構造 分子化 物 そ う こ 多彩 作用 植
物 及ぼ 植物科学 大 問題 特定 キ ン作用
自在 操作制御 こ 大変難 学術的研究や花 農作物 応用 大
い
キ ン 容体 いう ン 質 結 こ 生理応答 引 起こ 回
研究 bump-and-hole法 法 いう分子設計技術 用い 然 キ ン
容体 結 い キ ン類縁化 物 キ ン び キ ン 結
改変 容体 創 図1 ここ 研究 着目 米国ワ ン ン
大学 別 2007 発表さ 然 キ ンIAA そ 容体 あ TIR1
容体 ン 質 結 様子 Tan et al. 2007 図2 私 研究
容体 ッ 部分 酸 ン 芳香環 除 ぼ
図1： 法 人 キ ン• 容体 用い キ ン作用 操作制御
容体 キ ン結 能 失わ こ 確 逆転
発想 容体 ッ 除い 芳香環 キ ンそ 結 類縁化 物
5-aryl-IAA 成 図2右 こ 成設計 5-aryl-IAA IAA
キ ン 然 キ ン 容体 結 改変TIR1
容体 容体 強 結 図2
図2： キ ン 容体 結 様子 設計 キ ン 容体 結 様子 右
研究 こ 容体 導入 作 キ ン
え 際 効 調 キ ン 側根 形成 誘導 作用 あ こ 知
い 通常 根 キ ン IAA 反応 多数 側根
キ ン 全 反応 図3 一方 容体 導入さ
根 キ ン 反応 示 然 キ ン 作用 様 多数 側
根 図3 わ 容体 任意 植物 導入 キ ン え
さ 研究 こ 人 ン 容体 用い 進化論
ン 130 以 前 キ ン 存在 予言 植
物 素早い伸長生長 い そ 仕組 一端 明 キ ン 屈性
や 力屈性 暗所 発芽 芽生え 日 あ 急激 伸び 現象 酸成長 要
働 そ 際 キ ン 作用 容体候補 TIR1 容体以外 い 提
唱さ い 決 手 い そこ 研究 改変TIR1 容体
容体 導入 作 暗所芽生え や 用い こ
キ ン処理後 10～20分 いう短い時間 然 キ ン 様 芽生え 伸長 引 起こ
さ こ 示 こ 実験 TIR1 容体 酸成長 担 い こ 証明さ
図3 人 キ ン• 容体 用い 生理応答 操作 例
Nature Chemical Biology
後 応用展開
現在 キ ン 化学 成さ 農薬や成長促進剤 広 花 農作物 利用さ い
こ 成 キ ン 植物個体 様々 部 作用 う
生長 撹乱物質 こ 悪影響 防 使用 あ 目的外 部
い う 細心 注意 必要 こ 作業 大 手間 い 回 創
成功 キ ン 自然界 植物 作用 ぼさ い 考え
容体 目的 部 導入 技術 組 わ こ 特定 栽 植物 狙 組織器
官 作用 成長促進剤や 環境 撹乱 い除草剤 利用 期待さ
将来的 回 法 キ ン以外 植物 ン 展開 養細胞
礎医学研究 い 着目さ い キ ン 用い 特定 ン 質 分解除去
法 さ 発展 礎医学研究 活用 期待さ
掲載雑 論文 著者
掲載雑 ： Nature Chemical Biology
論文 ： Chemical hijacking of auxin signaling with an engineered auxin-TIR1 pair
化学 力 創 改 変 キ ン TIR1 容体 キ ン 経
路 ッ
著者： Naoyuki Uchida, Koji Takahashi, Rie Iwasaki, Ryotaro Yamada, Masahiko Yoshimura,
Takaho A. Endo, Seisuke Kimura, Hua Zhang, Mika Nomoto, Yasuomi Tada, Toshinori Kinoshita, Kenichiro Itami, Shinya Hagihara, and Keiko U. Torii
打田直行 高橋宏 岩崎理恵 山田遼 郎 村雅彦 遠藤高穂 木村成
張華, 元美香 多田安臣 木 俊則 伊丹健一郎 萩原伸也 鳥居啓子
DOI：10.1038/NCHEMBIO2555
論文公開：2018 1 23日 前１時 日本時間 ／ 1 22日 後４時 英国時間
研究費
国際研究拠点形成促進 業費補助金
科学研究費補助金 科研費 ：新学術領域 環境記憶統 植物発生 ッ 植物多能性幹
細胞 分子夾雑 生 化学 特設分 研究 構成的 生物学 盤研究 B C
戦略的創造研究推進 業：さ 植物 生 現象 制御 向 世
代 盤技術 創
本件 問い わ
古屋大学 ン 生 分子研究所 (ITbM)
: http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp
WPI-ITbM い http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/
文科省 世界 ッ 拠点 WPI 一 採択さ 古屋大学 ン
生 分子研究所 ITbM 従来 古屋大学 強 あ 成化学
ンさ 機能 全 新 い生 機能 開発 目指 ITbM 研究
化学者 生物学者 隣 わ 研究 融 研究 行う ッ いう体制
こ う ッ キ ワ 化学 生物学 融 領域 新 研究分
創 ン 分子 通 社会 直面 環境問題 食料問題 医
