植物defensinの一種NaD1へ、wheat germ agglutinin由来のchitin-binding domain（CBD）を融合すると、fungal chitinへの結合を強めてantifungal/insecticidal activityを高められるか。2024年の Scientific Reports 研究は、この設計をtransgenic tobacco hairy rootで検証しました。
NaD1単独とNaD1-CBD fusionを比較
研究者らはNaD1だけを発現するconstructと、WGA由来CBDを複数融合したrecombinant proteinを作り、tobacco hairy rootで発現させました。
CBD fusionはNaD1単独よりPyricularia oryzaeに対するantifungal activityが高く、chitin-containing fungal wallへのaffinity向上が機構候補として示されています。
insecticidal effectも増えたがtarget specificityは未証明
昆虫assayでもCBD fusionで強い影響が観察されました。ただし旧記事のように「特定の微生物だけへ作用しnon-targetへ影響しない」「効果が長期間持続する」とまでは、この研究から示されていません。
また“天然分子だから環境負荷が小さい”も自動的には成立しません。transgenic crop化する場合は、non-target organism、food/feed safety、expression stability、resistance evolutionなどを評価する必要があります。
「新しい農薬分子」よりtransgenic resistanceのproof-of-concept
この研究の中心は、外から散布する農薬を作ったことではなく、植物内でNaD1-CBD fusion proteinを発現させてdefense activityを強化する設計です。
protein domainを足してbinding targetを変えるmodular engineeringは、plant protection proteinの設計原理として興味深い成果です。
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参考文献
- Royan S et al. Expression of a novel NaD1 recombinant antimicrobial peptide enhances antifungal and insecticidal activities. Scientific Reports. 2024;14:23235. https://doi.org/10.1038/s41598-024-73710-3
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