植物のストレス反応スイッチの受容体を狙い撃ち制御 －二面性をもつ分子による新戦略－

植物のストレス反応スイッチの受容体を狙い撃ち制御－二面性をもつ分子による新戦略－

2026年1月15日 14:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院理学研究科化学専攻　教授　上田実

【発表のポイント】

植物ホルモン「ジャスモン酸」の受容体に対して、特定のものだけを狙い撃ちできる「反応性アンタゴニスト（Reactive Antagonist, 以下RA）^（注¹^）戦略」を开発しました。
搁础戦略により、これまで数が多くて役割が重なり合い、见分けにくかった受容体1种类ごとの働きを、选択的に読み出すことが可能になります。
植物の防御?成長バランスの精密制御や、新しい分子グルー（molecular glue）^（注²^）?分解诱导薬^（注³^）の设计など、农业?创薬の両分野への応用が期待されます。

【概要】

植物ホルモンの一つであるジャスモン酸は、虫に食べられたり病原菌に感染したりしたときに働き、植物の防御反応を起动させるホルモンです（図1）。その他にも、乾燥や塩害、病原菌の感染、昆虫の食害といったストレスに対する防御反応や、花を咲かせるタイミング、背丈や根の伸び方など、成长や环境への适応をコントロールする「スイッチ」の役割を担っています。

东北大学大学院理学研究科上田実教授、松本幸太郎大学院生の研究グループは、北海道大学大学院薬学研究院前仲勝実教授、野村尚生特任講師、スペイン国立生物工学センターとの共同研究で、植物ホルモン?ジャスモン酸を受容するCOI1-JAZ複合体をモデルとして、標的とするJAZタンパク質^（注⁴^）をピンポイントで选び出す反応性アンタゴニスト（搁础）戦略を开発しました。

搁础は、标的闯础窜にあらかじめ组み込んだシステイン残基^（注⁵^）と共有结合することで、その闯础窜だけに作用してホルモン応答を引き起こす一方、标的以外の闯础窜によるホルモン応答を抑えます。この「ジキルとハイド」のように二面性をもつ性质を利用し、13种类ある闯础窜のうち、任意の1种类だけの机能を选択的に翱狈にすることに成功しました。

本成果は、「似たタンパク质がたくさんあって一つ一つの役割が分かりにくい」という生命科学共通の问题を解决する新しい技术として、幅広い応用が期待されます。

本研究成果は、1月8日（英国標準時）に科学誌、Advanced Scienceのオンライン版に掲載されました。

図1. 「ジャスモン酸（JA-Ile）」の、COI1-JAZ受容体は13種

【用语解説】

注1. 反応性アンタゴニスト（Reactive Antagonist, RA）：受容体に対してはアンタゴニスト（阻害剤）として結合しつつ、標的タンパク質に導入した反応性アミノ酸残基（本研究ではシステイン）と共有結合できるよう設計された化合物。これにより、標的タンパク質だけを分解に導く「分子グルー」として働かせることができる。本研究では、ジャスモン酸受容体COI1-JAZをモデルに、特定のJAZだけを選択的に分解させるRAを開発した。

注2. 分子グルー（molecular glue）：本来は弱い、あるいはほとんど起こらないタンパク質同士の結合を、低分子化合物が"のり"のように仲立ちすることで強める分子。ユビキチンリガーゼと標的タンパク質を近づけて分解を促す医薬品や、植物ホルモンが受容体タンパク質同士を結びつける仕組みなどが代表例。

注3. 分解誘導薬：細胞内に存在するタンパク質の分解を誘導する薬物。例えば、遺伝子発現を抑制するJAZタンパク質が分解されることで、遺伝子発現のスイッチをオンにする。

注4. JAZタンパク質：植物ホルモンによって誘導される遺伝子発現を抑制するタンパク質。

注5. システイン残基：アミノ酸残基システインはRA分子の反応性部位と反応しやすいチオール基（-SH）をもつ。

【论文情报】

タイトル：A Reactive Antagonist Strategy: Cysteine-directed Covalent Molecular Glue in Plant Hormone Receptor Regulation
著者： Minoru Ueda*, Kotaro Matsumoto, Takao Nomura, Yousuke Takaoka, Taichi Okumura, Wataru Kozaki, Hikaru Hoshikawa, Yuho Nishizato, Andrea Chini, Roberto Solano, Katsumi Maenaka
*責任著者：东北大学大学院理学研究科教授上田　実
掲載誌：Advanced Science
顿翱滨：10.1002/补诲惫蝉.202517463

详细（プレスリリース本文）