かずさDNA研究所ニュースレター
2010年1月6日

第25号

新年号からニュースレターのレイアウトを変更しました。

＊ 新年にあたって早いもので、このニュースレターの発行を開始してからもう2年が経過し、今号は第25号になりました。この間、当研究所で定期的に行なわれている各種の催し物の開催予定や結果の報告記事、それぞれの研究部の最前線で活躍している研究者による研究の概要、当研究所の施設や設備の紹介、その時々に注目されている科学上のトピックスの解説などを載せてまいりました。発行以来の統計データを見てみますと、毎回、発行直後に400件から600件のダウンロードがあり、号によってはその後もかなりの長期間にわたって引き続き一定程度のダウンロードが続いているのがわかります。
それぞれの号でダウンロードされる数にはかなりの差がありますので、掲載した記事によって読まれ方が異なっているのだと思われますが、残念ながら、特定の号のどの記事がどれだけ読まれているのかについては知る術がありません。また、当研究所と同じような組織で発行しているニュースレターがどの程度広く読まれているのかについてもデータがないので何とも言えません。今後はそのような点も財団法人

かずさDNA研究所〒292-0818

公開講座のお知らせ
20 10 年 1月 16 日 (土 )、 30開催いたします。詳細はホジ ( h t t p : / / w w w. k a z u scourse/seminar.html) をさい。

日 (土 )にームペー

a . o r. j p / j /ごらんくだ調べ、よりよいニュースレターをお届けできるように心がけていこうと考えております。
このニュースレターの発行目的は、第一に、公的な資金で運営されている当研究所で、どのような研究がどのように行なわれているのかを県民の皆様に知っていただくことにあります。そのために、科学的な内容を損なわない範囲でできるだけ専門用語を避け、平易な文章で表現することを心がけてまいりました。一人でも多くの県民の皆様に当研究所の活動に関心をもっていただければ幸いです。
かずさDNA研究所・常務理事

磯野克己

http://www.kazusa.or.jp/

千葉県木更津市かずさ鎌足2-6-7 TEL : 0438-52-3956

FAX : 0438-52-3901

研究施設・機器の紹介 (8)バイオ産業技術支援センター全般については一昨年9月のニュースレターでも紹介しましたが、今回はその一部門である｢生体物質解析センター｣における受託化合物解析について紹介します。
意外に思われるかもしれませんが、生体に含まれるさまざまな化合物の多くは、どういう構造をしていてどういう働きをしているのかほとんどわかっていません。また食品を調理したり、食品が劣化したりした時に生ずる化合物の多くもどういう構造のものかよ

表１：解析ソフトによる結果の出力例 (拡大図)

くわかっていないのです。このように多くの未知化合左側の赤丸で囲ったデータはトマチンに由来するもの。

物があるということは、まだまだ知られていない有用な化合物も有害な化合物もあるということになりま化合物として検出することができます。もちろん、トす。そこで私たちは、一つでも多くの未知化合物を解マトにはその他にもたくさんの物質が含まれているの明するために様々な研究を重ねてきました。これまでですが、それらの一つ一つを丹念に調べていくという私たちが培ってきた技術やノウハウは、今後いろいろこれまでの方法ではそれらの全てを把握するのには限な産業分野で応用できる可能性を秘めています。例え界がありました。そこで、私たちは、質量分析装置でば、肥満解消を始めとした健康増進の働きをもつ機能得られたデータから物質の質量を一挙に取り出すソフ性食品の開発やその品質の評価、あるいは新薬の開発トウェアを開発しました。

過程での作用・副作用の評価などです。

このソフトウェアを用いますと、解析の対象とする

私たちはFT/ICR-MS, Orbitrap-MSあるいはTOF-

試料の中に含まれるさまざまな物質の質量を一斉に検MSと名付けられた高精度の｢質量分析装置｣と、私た出できるだけでなく、それらがどのような構造や働きちが独自に開発してきたデータ解析のためのソフトを持つ化合物なのか、またどれくらいの量が含まれてウェアを駆使することによって、上に述べたような課いるのかを短時間のうちに知ることができます。この題の解決に少しでもお役に立てるよう、日々業務にあようにして、一回の分析で得られたデータをこのソフたっています。質量分析装トウェアで処理することにより、トマトには数千個も置についてはこれまでにもの多くの物質が含まれていることがわかるとともに、ニュースレターで何度か取それぞれの化合物がどれだけ含まれているかも一挙にり上げてましたが、この装わかるのです。

置は要するに化合物の質量さらに、いろいろな生物試料のデータ間の比較を行(重さ) を分子のレベルで正うソフトウェアも開発し、特定の試料に特徴的な物質確に測定する“はかり”と考をすばやく見つけ出すことも可能になりました。例ええていただいて結構です。

ばトマトの場合ですと、生育段階の試料をこのソフト化合物分子にはそれぞれ固ウェアで比較することにより、成熟するに従って抗酸有の質量がありますので、化作用を持つ有用物質リコピンが増加する一方、茎やその質量が高精度でわかる

葉にある毒性物質であるトマチンは、果実が緑のうちと、それがどのような化合物であるかを推定することは残っていますが、赤く成熟するにしたがって減少しができるのです。ていくことなどがわかりました。

例えば、トマトを例にして考えてみます。トマトの今後は、ここに紹介しました高精度の質量分析装置

果実に含まれる赤色のリを用いた機器分析や、得られたデータを独自に開発

コペンと呼ばれる色素はしたソフトウェアを用いて解析する技術を向上させ536.43820の質量をもってるとともに、受託サービスのメニューをより一層充おり、また毒性をもつ物実させ、より多くの産業分野の方々からの依頼にき質であるトマチンはめ細かく対応することができるように努力していく

1033.54576の質量をもつ所存です。

高感度・高性能
質量分析

研究最前線

多くの成分情報を一度に獲得

野菜などの食用作物が作り出す様々な代謝成分の一斉解析

高度な情報処理による解析法の開発

生体機能応用研究室

野菜代謝物
データ集

応用
＊野菜成分の事典＊学際的な分析基礎データ＊代謝物の多様性から“栄養”を評価

研究員 飯島 陽子

図１．野菜の代謝物情報の収集

私たちは他の生物が作り出すさまざまな物質を利用して生活しています。私たちの身近には、野菜や果物各野菜から数百〜数千の成分の検出が可能になり、特をはじめ、米・小麦など数多くの作物があります。私に今まで構造の分からなかった未知の成分の組成式やたちは長年の経験から、それぞれの作物の色や香りや部分構造などの化学情報を得ることができました。そ

味を学び、食用として品種改良を重ねてきました。イ

して、トマトの果実で約850種類、ホウレンソウの葉チゴを例にとりますと、赤く熟した果実の独特の甘いで600種ほどの代謝物の存在を明らかにしました。そ香りや甘酸っぱい味を｢おいしい｣と認識してきましの結果、全ての野菜で共通に含まれる代謝物はアミノた。いちごのこのような特徴は、分子量がせいぜい酸などごくわずかであり、予想以上に代謝物の構造が2,000くらいまでの低分子有機化合物 (代謝物) の組み多様であることが分かりました。例えば健康に役立つ合わせによるものです。植物は他の生物に比べて代謝とされるフラボノイドは、他の野菜類に比べホウレン物の種類が多く、植物全体で20万種類はあるであろソウに非常に多様に存在することがわかりました。

うと言われています。各植物が作りだす代謝物はそれぞれ異なっています。動物のように自由に移動できない植物は、害虫・病原菌などの外敵

今月のキーワード〜｢研究最前線｣にでてきた言葉の解説〜

や過酷な環境などから身を守る手段として、また受粉や伝播を促す手段として、それぞれに適した代謝物を代謝と代謝物：すべての生物は、植物が光合成によって作り出し作り出してきたのでしょう。私たちでは、どの野菜にどのような代謝物たブドウ糖などの炭水化物を酵素の働きにより変化させ、生命活動に必要なさまざまな機能をもった化合物を作り出しています。この過程を代謝と呼び、その結果作られるものが代謝物です（ニュースレター10号・16号を参照して下さい）。味の、甘さ、辛さ、酸っぱさ、苦さなどはすべて含まれている代謝物のせいです。

が含まれており、それらはどれだけ

植物と動物：よく知られていますように、植物は効率良い受粉のバラエティに富んでいるのでしょう析し、比較解析できるような技術がために、さまざまな形をしたよく目立つ色の花を咲かせ、その中に蜜を蓄えたり独特の匂いを出したりして昆虫を誘引します。また、植物の果実も動物に食べられることで広い地域に散布されて分布域の拡大に役立っています。その一方で植物は、食害や病虫害に対抗するため、動物や微生物にとって有害な作用をもつさまざまな物質を生産し分泌したりしています。古来私たちの祖先はこのような植物の作り出す代謝物を栄養や薬として利用してきました。

十 分 確 立 さ れて い な か っ た か らで

野菜類：スーパーの野菜売り場には季節によっていろいろな種類のす。そこで私たちは、各代謝物の精野菜がならび種類が豊富なように見えますが、自然界にある植物の種類に比べると非常に少ないものでしかありません。通常売られている野菜類を分類学的に見てみますと、アブラナ科、ナス科、マメ科、ウリ科、イネ科などのごく少数の科に属するものが多いことに気がつきます。かつてわれわれの祖先は、季節ごとに野山に入ってもっと多くの種類の植物を採り、乾燥させたり塩漬けにしたりして加工し保存して利用してきました。最近の野菜の種類の少ないのは栽培が工場的になってきたせいかも知れません。

はそれらを食品成分や薬効成分として利用しているのです。

か？今までそのような評価は非常に難しかったのです。なぜなら、それらの代謝物のほとんどが未知な化合物であり、またそれらを感度よく分密な分子量を測定することのできる高性能質量分析装置を用いて網羅的に野菜の代謝物の分析を行いました。そして、本研究所で開発した新しい解析技術 (ニュースレター第20号で紹介) を用いて代謝物の一斉比較解析に取り組みました。その結果、

今まで野菜に含まれる代謝物については、ビタミン

カ ブなどせいぜい数十種類のものしか把握されていません

ホリ ロ キ キ ウ ピ

でしたので、このような大規模な代謝物の解析結果は

フ ッ ャ ュ レ ｜今までにない新しい観点からデータを提供することに

ワ リ ツ リ ソ ンラ コ ベ ウ ン マ

なり、植物育種分野から食品・栄養分野など幅広い研究分野において注目されています。野菜などの代謝物

｜ ｜
代謝物

B代謝物

C

く、生活習慣病の予防など私たちの健康維持にも関係代謝物

Dの深い食品機能性成分も含まれます。この網羅的な代代謝物

E

謝物データは、新しい機能性成分の発見や高付加価値

代謝物

F代謝物

G代謝物

H

食の安全・安心に対する消費者の関心は年々高まっ代謝物

Iています。とりわけ食品成分情報の基盤の確立は、農代謝物

J作物の育種に貢献することが期待されます。

薬・包装・土壌などからの混入成分の識別や、遺伝子組換え食品の評価など様々な面にも応用できると考えています。

ャ ウ トガ ガ マ
イ ラ ト

ナス

モ シ

A代謝物には、味や香りなどの“おいしさ”を担うものだけでな

ウジ ト

図2：野菜による代謝物の有無を比較する
色の濃淡は代謝物の量を表し、同じ行に並ぶものは共通に含まれている代謝物であることを示しています。

細胞内でのタンパク質の役割の解析
肺炎を起こす原因菌として知ららきを解析し、それぞれのタンパれるマイコプラズマは、ゲノムがク質の立体構造と、どのタンパク非常に小さく、独立して生育で質が互いに結合するのかを網羅きる最も単純な生物種の一つで的に調べ、それぞれのタンパク質す。そのため細胞のしくみを理解が分子機械としてどのような役割するためのモデル生物として研究を演じているかを明らかにしまされています。中でもこれまでにした。そして、電子線断層写真なよく研究されている肺炎マイコプ

どをもとにして細胞内でのタンパラズマ (M. pneumoniae) は、ゲノク質の配置を画像化しました。

ムの大きさが約82万塩基対であさらに、細胞内で起こる反応をり、予想される遺伝子の数が677すべて特定し、8個の遺伝子が一個と大腸菌 (約4300個) の1/6し連の反応を制御する｢分子スイッかありません。

チ｣として働いていることを明ら欧米のグループは分担して、肺かにました。

炎マイコプラズマの中で働いていこれらの研究は、細胞が増殖す＜今月の花＞
アブラナ

るほぼすべてのタンパク質のはたるために必要な最小限のしくみ

Brassica rapaを明らかにするのに役に立ちま

アブラナ科(2009年1月20日撮影)

す。たった700個ほどの遺伝子しかもたない生物でも驚くほど複雑なしくみを持っているのですから、マイコプラズマの6倍の遺伝子をもつ大腸菌はもとより、多くの細胞の集合体であるわたしたちの体のしくみはもっと巧妙で複雑であると考えられます。

黒潮の影響で温暖な気候の房総
では、昔から草花の栽培が盛んで、冬でも色とりどりの花が咲いています。中でも県花の菜の花の色と香りはひと足早く春を感じさせてくれます。