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ブラシノステロイド（BRまたはあまり一般的ではないがBS）[1]は、6番目のクラスの植物ホルモンとして認識されているポリヒドロキシステロイドのクラスであり 、癌細胞のアポトーシスを誘導し、癌の成長を阻害することで、内分泌応答性癌を治療するための抗癌剤としての有用性がある可能性があります。これらのブラシノステロイドは、1970年代にミッチェルらが菜種（Brassica napus）花粉の有機抽出物の処理により茎の伸長と細胞分裂が促進されることを報告したときに初めて研究されました。[2] ブラシノリドは、1979年に分離された最初のブラシノステロイドであり、Brassica napusの花粉が茎の伸長と細胞分裂を促進することが示され、生物学的に活性な分子が分離されました。[3] [2] 230 kgのBrassica napus花粉 からのブラシノステロイドの収量はわずか10 mgでした。発見以来、70種類以上のBR化合物が植物から単離されている。[4]
生合成
BRはカンペステロールから生合成される。生合成経路は日本の研究者らによって解明され、後にシロイヌナズナ、トマト、エンドウ豆におけるBR生合成変異体の解析を通じて正しいことが示された。[5]植物におけるBR合成部位は実験的に実証されていない。十分に裏付けられた仮説の1つは、BR生合成遺伝子とシグナル伝達遺伝子が広範囲の植物器官で発現しており、ホルモンの短距離活性もこれを裏付けているため、すべての組織がBRを生成するというものである。[6] [7]実験では、長距離輸送が可能であり、流れは基部から先端（頂端）に向かっていることが示されているが、この動きが生物学的に関連があるかどうかは不明である。[6]
機能
BR は数多くの植物プロセスに関与していることが示されています。
- 細胞の拡大と伸長を促進する。[6]オーキシンと連携してこれを行います。[8]
- 細胞分裂や細胞壁再生における役割は不明である。[6]
- 血管分化の促進；BRシグナル伝達は血管分化中に研究されてきた。[9]
- 花粉管形成のための花粉伸長に必要である。[10]
- 死にゆく組織培養細胞における老化の加速、BR変異体における老化の遅延は、この作用が生物学的に関連がある可能性を示唆している。[6]
- 寒冷や干ばつによるストレスから植物をある程度保護することができます。[6]
Lychnis viscaria という植物の抽出物には、比較的高濃度のブラシノステロイドが含まれています。Lychnis viscaria は周囲の植物の耐病性を高めます。[引用が必要]
ミカン科のアエグレ・マルメロス・コレアから単離されたブラシノステロイドである24-エピブラシノリド（EBL）は、アリウム・セパ染色体異常試験において、マレイン酸ヒドラジド（MH）誘発性遺伝毒性に対する抗遺伝毒性についてさらに評価されました。マレイン酸ヒドラジド（0.01%）誘発性染色体異常の割合は、24-エピブラシノリド処理により大幅に減少することが示されました。[11]
BRは植物の非生物的ストレスと生物的ストレスの両方に対抗すると報告されている。[12] [13]キュウリにブラシノステロイドを散布すると、農薬の代謝と除去が促進されること が実証されており、非有機栽培の野菜に残留する農薬の人体への摂取を減らすのに役立つ可能性がある。[14]
BR はイネ種子 (Oryza sativa L.) に適用された場合にもさまざまな効果があることが報告されています。BR で処理した種子は、塩ストレスによる成長阻害効果を軽減することが示されました。[15]生育した植物の新鮮重量を分析したところ、処理した種子は塩分を含む培地と含まない培地で育った植物よりも優れていましたが、乾燥重量を分析すると、BR 処理した種子は塩分を含む培地で育った未処理の植物のみを上回りました。[15]塩分ストレス下のトマト ( Lycopersicon esculentum ) では、クロロフィル a とクロロフィル b の濃度が減少し、色素沈着も減少しました。[要出典] BR 処理したイネ種子は、同じ条件下で未処理の植物と比較して、塩分を含む培地で育った植物の色素レベルを大幅に回復しました。[15]
シグナル伝達機構
BRは細胞膜で、ブラシノステロイド不感受性-1（BRI1）とBRI1関連受容体キナーゼ1（BAK1）からなる共受容体複合体によって感知される。[16] BRI1はキナーゼとして働くが、BRが存在しない場合は別のタンパク質であるBRI1キナーゼ阻害剤1（BKI1）によってその作用が阻害される。BRがBRI1:BAK1複合体に結合すると、BKI1が放出され、リン酸化カスケードが引き起こされ、別のキナーゼであるブラシノステロイド不感受性2（BIN2）が不活性化される。BIN2とその近縁種はいくつかの転写因子を阻害する。BRによるBIN2の阻害により、これらの転写因子が放出されてDNAに結合し、特定の発達経路が実行される。[16]
農業用途
BRは、園芸作物の役割に大きな関心を持っていることが明らかになるかもしれません。広範な研究に基づくと、BRは園芸作物の量と品質を改善し、地元の環境に存在する可能性のある多くのストレスから植物を保護する能力を持っています。[17] [1]より安定した合成類似体の合成と細胞BR活性の遺伝子操作を扱う技術の多くの進歩により、園芸作物の生産にBRを使用することは、作物の収量と成功を改善するためのより実用的で有望な戦略になっています。[17] BRの適用は、干ばつストレスを緩和し、不足灌漑システム下での小麦の成長を改善しました。[18]それは、酸化ストレス指標を減少させる重要な役割を介して、植物成長パラメータの増加にさらにプラスの影響を及ぼしました。
BRの適用は、疫病菌、キュウリの白かび病、ウイルス性疾患、その他さまざまな疾患に対する有効性が実証されています。 [1]
BRは、消費者の健康への懸念と生産者の栽培ニーズとのギャップを埋めるのにも役立ちます。BRを使用する主な利点は、自然な方法で作用するため、環境に悪影響を与えないことです。BRは「植物強化物質」であり、天然であるため、BRの適用は殺虫剤よりも有利であり、害虫の共進化に寄与しません。[1]
ドイツでは、この植物からの抽出物は「植物強化物質」として使用することが認められています。[19] 豆の第二節間伸長試験やイネの葉身傾斜試験など、植物中のBRを検出できる生物学的検定法がいくつかあります。[20]
参考文献
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