タンパク質の大量生産は研究や産業に欠かせない。従来の遺伝子組み換え法では作るのが難しかったタンパク質を大量生産する新技術の開発に、北陸先端科学技術大学院大学の大木進野(おおき しんや)教授と石川県立大学の森正之(もり まさし)准教授らが成功した。大腸菌や酵母ではなく、タバコの培養細胞に遺伝子を取り込ませる方法で、生理活性を保ったままのタンパク質を作れるなど、優れた特長を持つ。


この方法で生産したペプチドの一種が顕花植物の初期胚形成を制御していることを、英ワーリック大学のグティエレスマルコス教授らと共同で解明し、4月11日発行の米科学誌サイエンスに発表した。


研究グループは、タンパク質の設計図となる遺伝子をウイルスベクターで、タバコの培養細胞に導入して、目的のタンパク質を大量に作れるようにした。従来の大腸菌などを使う方法では、リン酸や糖鎖が付いたり、ジスルフィド(-S-S-)結合を持っていたりする複雑なタンパク質は生産が難しかった。今回の新技術を使えば、これら生産しにくいタンパク質も大量に作れた。特許も出願した。


この方法で生産したタンパク質は生体内の本来の生理活性をよく保っていた。また、タンパク質の特定の原子を各種の安定同位体で標識することが可能で、核磁気共鳴装置(MRI)などによる構造解析もしやすかった。研究グループは実際に、ジスルフィド結合を4組持つペプチドESFの立体構造をNMRで解析し、顕花植物の初期胚が形成される仕組みの一端を分子レベルで解明した。


大木進野教授は「大腸菌よりも植物細胞は高等なので、いろいろな能力を持っている。その能力を使って、工夫を重ね、複雑なタンパク質を大量生産できるようにした。この新技術で、より多くのタンパク質の立体構造と生理活性の研究が加速するだろう。生産を大規模にするのが容易なので、農薬や新薬の開発など産業に応用する研究も進めていきたい」と話している。

図1. 大量生産の新技術とNMRによるタンパク質構造解析の流れ
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図2. タバコ培養細胞を利用したタンパク質大量生産法の概略
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タバコでタンパク質作る新技術開発
掲載日：2014年04月11日
http://scienceportal.jp/news/daily/57821/20140411.html


Central Cell–Derived Peptides Regulate Early Embryo Patterning in Flowering Plants
http://www.sciencemag.org/content/344/6180/168.abstract