yrammuS 要概太治 輝昭31Teruaki TAJI山田 勇磨32Yuma YAMADA植物が環境適応過程で獲得した水欠乏耐性と病害抵抗性の相互作用解析 （2018採択）Signal integration between immune and osmotic stress response for adaptation to changing environmental conditions in plants(Project 2018)光科学とナノDDSの融合によるミトコンドリアを標的とする治療抵抗性癌に対する新たなアプローチ （2018採択）Combining the fields of optical science and nano DDS opens new approaches of mitochondrial targeting therapy for drug resistant cancer(Project 2018)35Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2020)広く研究に用いられているモデル植物のArabidopsis thaliana には2000種類を超えるaccessionが存在し，それらの間では耐塩性に広いバリエーションが観察される．先行研究により，Bu-5を含む高い耐塩性を示すaccessionは，生育に影響を及ぼさない程度の塩ストレスを一定期間経ることで海水と同程度の塩水（浸透圧）にも耐性を示す，塩馴化後浸透圧耐性に優れていることが明らかとなった．最近，塩順化後浸透圧耐性の多様性を制御する遺伝子を明らかにすることに成功したものの，塩馴化後浸透圧耐性がどのように確立されるのかについては不明な点が多く残されている．そこで塩馴化後浸透圧耐性のメカニズム解明を目的に，イオンビーム照射により変異処理したBu-5のM2種子を用いて塩順化後浸透圧耐性を欠損した変異株（acquired osmotolerance defective, aod）のスクリーニングを行い，aod13を単離した．aod13の原因遺伝子を同定するためにマッピングおよびゲノムシークエンスを実施し，その原因遺伝子の同定に成功した．Arabidopsis thaliana is distributed widely across the world and more than 2000 accessions have been collected. We found a wide variation in the salt tolerance among the accessions. Most salt-tolerant accessions including Bu-5 exhibited acquired osmotolerance, whereas an experimental accession, Col-0 did not. We identified AC-QOS as the locus responsible for acquired osmotolerance, however, it remains unclear how the tolerance is established. To reveal the mechanism of acquired osmotolerance, we screened for the acquired osmotolerance defective, aod mutants from ion beam-mutagenized Bu-5. We isolated aod13 from 10,000 M2 seedlings. We performed the chromosomal mapping and a genome sequencing of aod13 to identify the causal gene.本研究では，癌細胞のミトコンドリアを標的とするナノカプセルを構築し，癌細胞のエネルギー工場であるミトコンドリアを破壊する新たな癌治療戦略の検証を目的とした．具体的には，ミトコンドリアを主標的とした光機能性分子の送達，それに伴う光殺細胞効果を誘導する癌光治療戦略の有用性を検証した．分子送達に関しては，我々が世界に先駆けて開発したミトコンドリアへの分子送達を可能とするミトコンドリア標的型ナノカプセル【MITO-Porter】を用いた．研究期間内に，光機能性分子搭載MITO-Por-terの構築，モデル癌細胞を用いた治療戦略の実証に成功した．本研究は，『ミトコンドリアを標的とする癌光治療戦略』の有用性を示唆する．The purpose of this study is to develop nano capsules that target mitochondria of cancer cells and to verify an innovative cancer therapy that permits such mitochondria, which are the energy plants of cancer cells, to be destroyed. We plan to develop a mitochondrial targeting photodynamic therapy (PDT) that induces oxidative stress in mitochondria. The full potential of PDT was realized by delivering photosensitizers into mitochon-dria of tumor cells using a MITO-Porter, a mitochondrial targeting nano capsule. Within the research period, we succeeded in constructing a MITO-Porter that contains photosensitizers and demonstrating a mitochondri-al targeting PDT using model cancer cells. These results suggest that this strategy could be implemented for developing a wide range of innovative cancer therapies.
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