研究項目及び実施体制(◎は総括研究代表者)
- 哺乳動物の薬物代謝酵素系を利用した環境負荷物質の代謝・分解に関する研究
(◎大川秀郎/神戸大学農学部) - 植物への薬物代謝遺伝子の導入と評価
(大川安信/農林水産省農業生物資源研究所)
研究の目的
現在、「環境負荷化学物質」、即ち、環境中で安定で長期に残留して、生態系や人の健康に影響を及ぼすことが心配されている環境ホルモンや残留農薬などによる土壌、水質及び農産物などの汚染の拡大が心配されている。そこで、哺乳動物の高度に発達した薬物代謝酵素系を、その能力が未開発な植物に付与・発現して、環境負荷化学物質を代謝・分解する能力を高めた植物を作出し、それらの遺伝形質・環境安全性を評価して、農業環境浄化及び作物における農薬残留の低減に役立てる。
研究の内容
哺乳動物の肝臓には多くのチトクロームP450分子種(P450またはCYP)が存在し、そのうち、ヒトの肝臓チトクロームP450の11分子種はP450依存性薬物代謝の90%以上に関与している。それらのうちから除草剤などを代謝・分解する分子種を選定して、選定した主要なP450遺伝子を発現するトランスジェニック・バレイショ、イネなどを作出し、それらが除草剤、環境ホルモンなどを代謝・分解する性能を評価する。さらに、それらの遺伝形質の安定性・環境安全性などを評価する。
一方、植物の薬物代謝酵素系についても比較検討する。
主要な成果
(1)肝臓のP450分子種のうち、除草剤の代謝・分解に係わる主要な7分子種のP450を選定し、(2)選定したP450分子種について、単独発現または複数同時発現した形質転換植物を作出して、(3)それらの除草剤代謝・耐性の性能を評価した。さらに、(4)環境ホルモンの代謝・分解に関しても評価した(特許出願)。また、(5)それらの次世代での安定発現、(6)環境安全性の確認試験などを実施した。
一方、(7)高等植物の異物代謝型P450遺伝子をシロイヌナズナ、タバコ、イネなどから取得した。それらのうち、(8)2、4-D誘導型のタバコCYP71A11のプロモーターを用いて、それと緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子とを融合したレポーター遺伝子を発現するモニタリング用植物及びそれと薬物代謝型CYP2C19cDNAとを融合して発現した環境負荷物質代謝・分解用植物を作出した(特許出願)。
研究のイメージ
