植物のストレス反応スイッチの受容体を狙い撃ち制御~二面性をもつ分子による新戦略~

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2026-01-15 東北大学

東北大学の研究グループは、植物ホルモン・ジャスモン酸の受容体制御において、特定の受容体だけを狙い撃ちできる新手法「反応性アンタゴニスト(RA)戦略」を開発した。ジャスモン酸は防御応答と成長制御という二面性を担うが、その受容体であるCOI1-JAZ複合体は13種類存在し、個々の役割解明が困難だった。本研究では、標的JAZタンパク質に導入したシステイン残基と共有結合するRA分子を設計し、任意の1種類のJAZのみを選択的に機能化することに成功した。RAは標的JAZでは応答を誘導しつつ、他のJAZによる応答を抑制する二面性を示す。本成果は、植物の防御と成長の精密制御に加え、分子グルーや分解誘導薬の設計など農業・創薬分野への応用が期待される。

植物のストレス反応スイッチの受容体を狙い撃ち制御~二面性をもつ分子による新戦略~
図1. 「ジャスモン酸(JA-Ile)」の、COI1-JAZ受容体は13種

<関連情報>

反応性拮抗薬戦略:植物ホルモン受容体制御におけるシステイン指向性共有結合分子接着剤 A Reactive Antagonist Strategy: Cysteine-Directed Covalent Molecular Glue in Plant Hormone Receptor Regulation

Minoru Ueda, Kotaro Matsumoto, Takao Nomura, Yousuke Takaoka, Taichi Okumura, Wataru Kozaki, Hikaru Hoshikawa, Yuho Nishizato, Andrea Chini, Roberto Solano, Katsumi Maenaka
Advanced Science  Published: 08 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202517463

ABSTRACT

Controlling protein–protein interactions (PPIs) remains a challenge in modern chemistry. In plants, jasmonoyl-L-isoleucine (JA-Ile) acts as a molecular glue that facilitates PPIs between the F-box protein COI1 and JAZ repressors, leading to transcriptional reprogramming. However, the functional redundancy of JAZ proteins complicates biological studies. To overcome this, we introduce a reactive antagonist (RA) strategy that selectively induces COI1-JAZ interactions for a Cys-mutated JAZ mutant while inhibiting interactions with wild-type JAZs. We designed and synthesized COR-oxime derivatives, identifying O-bromo-ethyl COR-oxime as an optimal RA, functioning as a Cys-directed covalent molecular glue. Mass spectrometry and fluorescence anisotropy assays confirmed its selective covalent binding to Cys-mutated JAZ1, leading to targeted degradation in Arabidopsis. This strategy enables precise functional dissection of JAZ subtypes without affecting endogenous pathways. Given the genetic redundancy in many biological systems, the RA strategy provides a powerful chemical biology tool for dissecting complex signaling networks beyond plant hormone research.

細胞遺伝子工学
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