汚染物質輸送因子MLPのゲノム編集によるウリ科作物の汚染低減化

通过污染物转运因子 MLP 的基因组编辑减少葫芦科作物的污染

基本信息

批准号：
22KJ3226
负责人：
藤田健太郎
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3226/
关键词：
ウリ科作物 X線結晶構造解析構造生物学長距離輸送

项目摘要

ウリ科作物は、有機汚染物質を果実や葉などの地上部に高濃度に蓄積する。これは、ズッキーニから同定されたタンパク質であるmajor latex-like protein (MLP) が深く関与する。MLPは、有機汚染物質と根で結合した後、導管を介して有機汚染物質を地上部に輸送する。本研究は、ウリ科作物における有機汚染物質の輸送因子であるMLPの機能制御により、有機汚染物質の蓄積抑制を目的とした。今年度は、MLPと有機汚染物質の相互作用部位の同定を行った。第一に、X線結晶構造解析により、MLPと有機汚染物質の相互作用部位を選抜した。MLPの結晶化の際に、有機汚染物質を加えて共結晶を作製し、X線を照射した。有機汚染物質の電子密度から、MLPにおける有機汚染物質との相互作用部位を選抜した。第二に、相互作用部位を別のアミノ酸に変異させた変異MLPを作製し、変異MLPと有機汚染物質の結合親和性をin vitroで評価した。結合親和性が大きく変化した変異部位を、有機汚染物質と相互作用するアミノ酸として同定した。その結果、複数のアミノ酸の同定に至った。

葫芦科农作物在地上区域（例如水果和叶子）积聚了高浓度的有机污染物。这与主要的乳胶样蛋白（MLP）深度涉及，这是一种从西葫芦中鉴定出来的蛋白质。 MLP与有机污染物与根部结合，然后通过导管将有机污染物传输到上方。这项研究旨在通过控制MLP的功能来抑制有机污染物的积累，这是MLP的功能，MLP的功能是葫芦科作物中有机污染物的转运因子。今年，我们确定了MLP和有机污染物之间的相互作用位点。首先，通过X射线晶体学分析选择MLP和有机污染物之间的相互作用位点。在MLP结晶过程中，加入有机污染物以制备共晶并用X射线照射。从有机污染物的电子密度中选择了与MLP中有机污染物的相互作用位点。其次，生成了突变的MLP，其中相互作用位点突变为另一个氨基酸，并在体外评估了突变的MLP的结合亲和力和有机污染物。具有显着改变结合亲和力的突变位点被确定为与有机污染物相互作用的氨基酸。结果，确定了多个氨基酸。