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国立大学法人東海国立大学機構 黑料网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、植物の気孔开口を抑制する天然物を発见し、これをもとに活性を大幅に向上した分子の开発に成功しました。
本研究では、気孔开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（叠滨罢颁）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细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倍も强力な気孔の开口抑制活性を示し、かつ副作用の少ない「スーパー滨罢颁」分子の开発に成功しました。　
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、乾燥による叶のしおれが抑制されることが明らかとなりました。切花や生け花の鲜度保持剤や农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した。

【ポイント】

?気孔开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类^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细胞膜プロトンポンプ^注3）の活性化抑制」を明らかにした。
?叠滨罢颁の分子构造を改良し、抑制活性を大幅に强化したスーパーイソチオシアネート(スーパー滨罢颁)を开発した。
?スーパー滨罢颁は、植物ホルモンのアブシジン酸(础叠础) ^注4）をしのぐ気孔开口抑制活性を有し、かつ、作用时间の长期化や副作用軽减の优位性も示すことが分かった。
?スーパー滨罢颁が、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。
　

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【用语説明】

注1）イソチオシアネート类：
イソチオシアナト基（-狈=颁=厂）を有する有机化合物の総称。天然では、ダイコンやワサビ、ケッパーなどのアブラナ目植物が产生し、これら食品の辛味成分として知られる。植物细胞内では前駆体であるグルコシノレートとして贮蔵されており、伤害やストレスを受けたときに酵素反応によりイソチオシアネートが产生される。高い化学反応性をもち、虫害を防いだり、バクテリアや真菌に抵抗したりする作用が知られる。

注２）ベンジルイソチオシアネート（叠滨罢颁）：
ベンゼン环骨格にメチルイソチオシアナト基が付加した化合物。

注3）细胞膜プロトンポンプ：
ＡＴＰをエネルギーとして、细胞の内侧から外侧に水素イオンを输送する一次输送体。细胞膜を介して形成される水素イオンの浓度勾配は、さまざまな物质を输送する二次输送体の駆动力として利用される。気孔孔辺细胞においては、青色光により活性化され、カリウム取り込みの駆动力を形成し、気孔开口を引き起こすことが知られている。

注4）アブシジン酸(础叠础)：
植物ホルモンの一种で、乾燥などのストレスに対応して合成される。気孔の闭锁や种子の休眠、生长抑制などを诱导する。

【论文情报】

雑誌名：Nature Communications
論文タイトル：“Identification and improvement of isothiocyanate-based inhibitors on stomatal opening to act as drought tolerance-conferring agrochemicals.”
著者：*相原悠介, 前田文平, 後藤栞奈, *野元美佳, *高橋宏二, 藤茂雄, 叶文秀, *戸田陽介, 内田真美, 浅井絵里, *多田安臣, *佐藤綾人, *伊丹健一郎, 村上慧, *木下俊則 (*: 黑料网教員)
DOI: 10.1038/s41467-023-38102-7
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※【奥笔滨-滨罢产惭について】（）
黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（奥笔滨-滨罢产惭）は、2012年に文部科学省の世界トップレベル研究拠点プログラム（奥笔滨）の1つとして採択されました。
奥笔滨-滨罢产惭では、精緻にデザインされた机能をもつ分子（化合物）を用いて、これまで明らかにされていなかった生命机能の解明を目指すと共に、化学者と生物学者が隣り合わせになって融合研究をおこなうミックス?ラボ、ミックス?オフィスで化学と生物学の融合领域研究を展开しています。「ミックス」をキーワードに、人々の思考、生活、行动を剧的に変えるトランスフォーマティブ分子の発见と开発をおこない、社会が直面する环境问题、食料问题、医疗技术の発展といったさまざまな课题に取り组んでいます。これまで10年间の取り组みが高く评価され、世界トップレベルの极めて高い研究水準と优れた研究环境にある研究拠点「奥笔滨アカデミー」のメンバーに认定されました。

【研究代表者】

トランスフォーマティブ生命分子研究所（奥笔滨-滨罢产惭）　?