科学者らがオリーブオイルの香りの原因となる遺伝子を特定

スペインの研究チームは、オリーブの木における重要な遺伝的形質を調査し、関連する遺伝子の発現を操作することで、オリーブオイルの香りに影響を与える方法を考案した。

この発見により、生産者は特定の香りを持つオリーブオイルを生産する品種を選定できるようになるほか、研究者はあらかじめ決められた香りの新しい品種を育種できるようになる可能性がある。遺伝子組み換えオリーブは、よりフルーティーな香りや刺激的な香りを特徴とすることが期待される。

「植物は、葉、果実、花、根などのさまざまな組織から放出される、多種多様な揮発性有機化合物を生成・放出しています」と研究者らは記している。「化学的な観点から見ると、これらの植物由来の揮発性物質は、常温で沸点が低く蒸気圧が高いという特徴を持つ、親油性の有機分子です。」

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揮発性化合物とは、発生源から放出されると嗅覚受容体に到達し、香りを生み出す分子のことです。

13-HPL遺伝子は、バージンオリーブオイルの香りを構成する主要な揮発性化合物の合成において極めて重要な役割を果たすため、数十年にわたり研究されてきた。

「オリーブの木から13-HPL遺伝子を単離・同定し、その遺伝子がコードするタンパク質である13-HPL酵素の推定される（一般的に考えられている）機能を実証できたのは、およそ10年前になってからのことだ」と、スペイン国立研究評議会脂肪研究所の生化学・植物食品技術研究グループリーダーであるカルロス・サンツ氏は『Olive Oil Times』に語った。

13-HPLは、炭素13位にヒドロペルオキシド基を持つ多価不飽和脂肪酸から、6炭素のC6脂肪族アルデヒドであるヘキサナールまたはヘキセナールを生成する酵素である。

これらの揮発性アルデヒド、およびそのアルコールやエステル誘導体は、様々な植物種の果実の香りの構成要素である。オリーブにおいては、葉を揉み砕いた際に生じる「刈りたての草のような香り」の原因ともなっている。

「13-HPLはリポキシゲナーゼ経路の一部を成す酵素であり、これは植物の様々な器官で機能する、植物において高度に保存された生化学的経路です」とサンツ氏は述べた。 「これまでの研究で、オリーブの葉を押しつぶした後に得られる揮発性化合物のプロファイルは、オリーブの果実を押しつぶした後に得られるものと基本的に同じであることを確認しています。なぜなら、どちらの器官においても、組織への損傷がリポキシゲナーゼ経路の働きを引き起こし、その結果として揮発性化合物の合成が促進されるからです。」

「これが、バージンオリーブオイルの香りの本質的な起源です」と彼は付け加えた。「この香りは、バージンオリーブオイルの抽出工程における搾油段階で、オリーブ果実の完全性が破壊されたときにのみ生成されるのです」

また、この研究では、これらの揮発性化合物の合成における他の代謝段階では、同じ機能を持つ多数の遺伝子が関与している可能性があるのとは異なり、オリーブには13-HPL遺伝子が1つしか存在しないことも明らかになった。

「さて、遺伝子の同定と特性解析が完了した後、次のステップは生体内での機能性を解明することでした。つまり、この遺伝子がオリーブ内で発現して13-HPLを生成すること、そしてこの酵素が試験管内と同様に機能することを確認する必要があったのです」とサンツ氏は述べた。

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これを検証するため、研究者らは2種類のオリーブの木を栽培した。1つは当該遺伝子をサイレンシングしたもので、もう1つは可能な限り最高レベルまで増幅させたものである。その後、ファット研究所とマラガ大学の科学者たちは、そこから生成された揮発性化合物を分析した。

その結果、遺伝子の発現を抑制すると望ましくない結果が生じることが判明した。

「オリーブの木における13-HPL遺伝子の発現を改変すると、C6系揮発性化合物が大幅に減少するだけでなく……植物の成長も阻害されることが分かりました」とサンツ氏は述べた。「これは、13-HPLの活性がオリーブの正常な成長と発育に不可欠であることを示しています。」

その理由の一つとして、13-HPL遺伝子が、植物にとって毒性のある多価不飽和脂肪酸ヒドロペルオキシドを除去する役割を担っていることが考えられる。植物組織内でのヒドロペルオキシド誘導体の過剰は、おそらくその成長に影響を及ぼす。

「一方で、リポキシゲナーゼ経路が様々な生理的調節因子の源であることを忘れてはなりません。したがって、これらのヒドロペルオキシド含有量の増加は、一部の調節因子の濃度や活性の上昇につながり、観察された表現型効果をもたらす可能性があります」とサンツ氏は述べた。

研究者らによると、本研究の結果により、遺伝子発現を改変した植物の作出が可能になるという。「しかし、それはオイルの香りの『緑』の属性にのみ影響を与えるだろう」とサンツ氏は述べた。

この遺伝子の発現が増加すれば、香りの「緑」のフルーティーな特性が強化される。「逆に、この遺伝子の発現を抑制すれば……オリーブオイルは緑の香りを持ちつつも、フルーティーさは減少し、よりピリッとした特徴を持つようになる。これは一部の消費者層に好まれる特性だ」と彼は述べた。

「得られた情報は、13-HPL遺伝子および酵素の機能、ならびにそれらがバージンオリーブオイルの香りを担う主要化合物の合成に関与しているという我々の推測を裏付けるものです」とサンツ氏は付け加えた。

「この遺伝子の発現を改変したトランスジェニック系統を得ることは可能だが、私の見解では、この知見の主な活用法は、香りの優れたオイルを生産する新しいオリーブ品種を選抜するための分子マーカーを開発する、オリーブ育種プログラムにあるだろう」と彼は結論付けた。

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