光合成を標的としたケミカルバイオロジーによる植物成長促進剤の開発研究

本申請の目的は光合成活性に影響を与える化合物（促進剤）をケミカルライブラリー(化合物バンク)からハイスループットスクリーニングによって発見し，得られた候補化合物を元に高活性・高選択性で毒性の無い化合物を見出し，基礎研究と産業応用に供することである。ケミカルライブラリーから目的化合物のスクリーニングを行うにはアッセイ系のハイスループット化が必須である。従来の光合成測定は主にPAM (Pulse Amplitude Modulated fluorometry)とガス交換装置が使われてきた。しかし，PAMよる光合成測定は，実際には光合成効率（比）の解析であり真の光合成活性を測定することは不可能である。一方LI-6400等による光合成よるCO2固定速度測定は真の光合成活性測定ではあるが，１サンプルの測定に長時間かかり，一日に10サンプル以上を測定するのは困難である。そこで，我々は上記の問題を解決するために新たな光合成活性測定装置を開発した。本装置は，一度に24サンプルの光合成活性を測定する装置であり，１日に100サンプル以上のケミカル処理済み植物の光合成活性測定が可能である。本装置を用いて光合成活性促進剤のケミカルスクリーニングを行った。ケミカルスクリーニングに用いたケミカルライブラリーはITbM所有の植物に特化した特徴のあるケミカルライブラリーと食品関連化合物ライブラリーを用いた。食品関連化合物ライブラリーにはリンゴ、柚子、レモンの香り成分を収載した香料ライブラリー120化合物とアミノ酸、黄色4号として知られるタートラジンをはじめとした着色料、甘味料などを収載した調味料ライブラリー120化合物からなる。ケミカルスクリーングの結果2022年度は新規２種類の光合成促進剤の候補を見出した。

本申請の目的は光合成活性に影響を与える化合物（促進剤）をケミカルライブラリー(化合物バンク)からハイスループットスクリーニングによって発見し，得られた候補化合物を元に高活性・高選択性で毒性の無い化合物を見出し，基礎研究と産業応用に供することである。ケミカルライブラリーから目的化合物のスクリーニングを行うにはアッセイ系のハイスループット化が必須である。従来の光合成測定は主にPAM (Pulse Amplitude Modulated fluorometry)とガス交換装置が使われてきた。しかし，PAMよる光合成測定は，実際には光合成効率（比）の解析であり真の光合成活性を測定することは不可能である。一方LI-6400等による光合成よるCO2固定速度測定は真の光合成活性測定ではあるが，１サンプルの測定に長時間かかり，一日に10サンプル以上を測定するのは困難である。そこで，我々は上記の問題を解決するために新たな光合成活性測定装置を開発した。本装置は，一度に24サンプルの光合成活性を測定する装置であり，１日に100サンプル以上のケミカル処理済み植物の光合成活性測定が可能である。本装置を用いて光合成活性促進剤のケミカルスクリーニングを行った。ケミカルスクリーニングに用いたケミカルライブラリーはITbM所有の植物に特化した特徴のあるケミカルライブラリーと食品関連化合物ライブラリーを用いた。食品関連化合物ライブラリーにはリンゴ、柚子、レモンの香り成分を収載した香料ライブラリー120化合物とアミノ酸、黄色4号として知られるタートラジンをはじめとした着色料、甘味料などを収載した調味料ライブラリー120化合物からなる。ケミカルスクリーングの結果2022年度は新規２種類の光合成促進剤の候補を見出した。