マメ科植物と共生する根粒菌タンパク質創薬に応用

東北大学大学院農学系研究科分子酵素学分野の内田隆史教授、日高將文助教、後藤愛那院生と、生命科学研究科の南沢究教授及び京都大学白眉センターの今村博臣准教授らは共同で、これまで不可能だった動物細胞内の一酸化窒素（NO）マーカーである硝酸・亜硝酸イオンをイメージングできる「スヌーピー（sNOOOpy）」法を開発した。

豆と共生している根粒菌のシステムを利用した方法であるため、漫画「ピーナッツ（豆）」から生まれたビーグル犬のキャラクターから発想を得て、スヌーピー法と命名された。

硝酸は、血管拡張作用や細胞間情報伝達などに関わるNOのプールとして多様な生物現象に関係する。

NOは「循環器系における信号伝達分子としてのNOの発見」にノーベル賞が与えられているように、生体内で非常に重要な機能を果たしており、その中でも血管を拡張させる働きは多くの疾患に関係している。

大豆と共生する根粒菌はその菌内の硝酸センサーNasSを使って、硝酸を感知し同化する。通常、NasSはNasTタンパク質と結合して複合体を形成しているが、硝酸のNasSに対する結合により、この相互作用が弱まり両者が解離することを発見した。

この現象を応用し、異なる蛍光色素で標識したNasSとNasTを細胞内で発現させ、両者の相互作用の強さを蛍光共鳴エネルギー移動での測定により、細胞内の硝酸量の変化をリアルタイムで計測する方法、スヌーピー法を開発した。また、同方法を用いて、ヒト細胞内における細胞内の硝酸量変化をリアルタイムで測定することに成功した。

今回の研究により、細胞内の硝酸濃度をリアルタイムで測定できるスヌーピー法は多くの生物現象の解明に役立つと期待される。特に、これら疾患の薬剤開発や、植物や菌にスヌーピー法を応用することで農作物栽培への貢献も考えられる。

（画像はプレスリリースより）




東北大学　プレスリリース
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