ハイドロゲルで送達するストリゴラクトン阻害剤、寄生雑草の発芽を抑えイネの分げつを促進と研究報告

China Agricultural UniversityとGuizhou Universityの研究者らは、ストリゴラクトンのシグナル伝達を阻害する化合物を徐々に放出するゲルについて報告した。彼らの実験では、このゲルが寄生雑草の発芽を抑え、イネの分げつ数を増やしたという。論文はNature Communicationsにオープンアクセス論文として掲載された。同誌によると、これは査読を経て受理された版を早期に公開したもので、最終版（Version of Record）に置き換えられる前にさらに編集される可能性がある。

この研究の中心はストリゴラクトン（SL）のシグナル伝達である。著者らはこれを、植物の枝分かれの制御と寄生雑草の防除の両面で、農業における有用な手がかりとみなしている。研究チームは既知のSL阻害剤KK094を出発点として、32種のインドール誘導体を設計した。論文によると、その中でDK6という化合物が最も優れた性能を示した。

DK6の溶解性と生物学的利用能を高めるため、研究者らはDK6をマンガンを配位させたカルボキシメチルキトサンハイドロゲルと組み合わせ、これをCMCS-DK6と名付けた。このゲルはpHに応答し、著者らによればアルカリ性条件下で内包物を持続的に放出し続ける。著者らは、CMCS-DK6が寄生雑草の発芽を強く抑制したと報告しており、最も顕著だったのはStriga asiaticaで、IC50は1.80 μMとしている。イネでは、この製剤が分げつを促進し、草丈を低くし、乾燥重量を増加させたという。

化合物の作用機序を探るため、研究チームは分子シミュレーションとマイクロスケール熱泳動測定を組み合わせて用いた。著者らによると、これらの結果はDK6がSL受容体に安定して結合することを示唆している。また、トランスクリプトーム解析からは、DK6がSLシグナル伝達を弱め、複数の代謝経路を変化させ、ホルモン経路と協調して分げつを制御していることがうかがえると著者らは記している。

著者らは結論を慎重に述べている。本研究はハイドロゲルによる送達手法と「いくつかの潜在的な機序上の示唆」を提供するものであり、作物の草姿の形成や雑草防除の取り組みに役立つ可能性があるという。研究は中国国家重点研究開発計画の資金提供を受けており、著者らは利益相反はないと申告している。責任著者はWeiming Tanである。