新しいスプレーがオリーブの木をキシレラ菌から守る可能性

植物分子・細胞生物学研究所の研究チームは、1回の散布で植物遺伝子を正確かつ長期的に不活性化させる画期的な技術を開発した。

『Nucleic Acids Research』誌に掲載されたこの研究成果は、植物の遺伝的構成を変えることなく、ターゲットとなる遺伝子を選択的にサイレンシングするために、カスタム設計された小さなRNA分子を放出する無害なウイルスを用いた革新的なアプローチについて詳述している。

この特徴は、遺伝子組み換え生物（GMO）に関する規制が厳しい欧州連合（EU）において、非常に重要な意味を持ちます。 その結果、研究チームは、スペイン国立研究評議会（CSIC）とバレンシア工科大学が共同所有するこの技術を保護するため、欧州特許出願を行いました。

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この技術は、人工マイクロRNA（amiRNA）の利用に依存しています。amiRNA は、DNA と同様の特性を持つが、それよりもはるかに小さい微細な RNA 分子です。

これらの amiRNA は、高い特異性を確保し、意図しない遺伝子の不活性化を防ぐよう綿密に設計されています。 これらは、分子生物学や植物遺伝学の研究で頻繁に使用される草本植物であるシロイヌナズナを用いてサイズが最適化された、より大きな前駆体分子から派生したものです。

この手法は、市場での広範な採用の可能性を切り開きます。 この方法は、作物の生産性の向上、植物の病気からの保護、環境変化に対する耐性の強化などに応用できます。

無害なウイルスを含むこのスプレーは、対象となる植物に散布されます。植物内に侵入すると、ウイルスは増殖し、目的の遺伝子を不活性化するために必要な人工 RNA 分子を放出します。

「一方で、我々は、その活性を損なうことなく、人工マイクロRNAの前駆体分子のサイズを大幅に縮小することに成功しました」と、CSICの研究者アルベルト・カルボネル氏は述べています。

「他方、最小限の前駆体分子からamiRNAを生成する無害なウイルスベクターを含む植物抽出物を散布することで、植物の遺伝子を不活性化できることを実証しました」と彼は付け加えた。

この技術には、さまざまな利点があります。 第一に、1回の散布で無害なウイルスを導入し、標的となる植物組織内でamiRNAを生成することができるため、複数回の処理が不要となり、適用コストを削減できる。

例えば、研究者たちは、1回の散布でクロロフィル生合成に関連する遺伝子の不活性化を実証し、影響を受けた組織を黄変させることに成功しました。

カルボネル氏は、このアプローチにより、遺伝子発現を選択的に不活性化することで、 作物の収量を向上させ、変化する環境条件に対する耐性を強化することで、作物農業に革命をもたらす可能性があると述べた。

さらに、この技術は、ウイルスを含む様々な病原体に対する作物の免疫力を高めるためにも活用できる。

オリーブの木の中で特定の遺伝子をサイレンシングすることで、細菌 Xylella fastidiosa によって引き起こされる壊滅的な病気であるオリーブ急速衰退症候群（OQDS）に対する抵抗力を高めることができる。 研究者たちは、オリーブ樹内の特定の遺伝子をサイレンシングすることで、OQDS を撃退する能力を強化できることを突き止めました。

オリーブの木には防御メカニズムがあり、研究者たちはこの天然の防御機能を強化する方法を模索しています。オリーブの木自体にある特定の遺伝子を標的にすることで、研究者たちは OQDS に対する耐性を高めることを目指しています。

サイレンシングの対象として特定された特定の遺伝子は、キシレラ・ファスティディオサとの相互作用において極めて重要な役割を果たしています。 これらの遺伝子のいくつかは、細菌に対するオリーブの反応に関与しており、OQDSの症状の重症度に影響を与えています。研究者らは、これらの特定の遺伝子をサイレンシングすることで、キシレラ・ファスティディオサに対するオリーブの反応を変化させ、この病気に対する耐性を高めることを期待しています。

オリーブの木内でこれらの遺伝子をサイレンシングすることは、広域スペクトルの農薬の使用を最小限に抑えつつ、OQDSと闘うための潜在的な解決策となる。 このアプローチは、病気に対するオリーブの耐性を高めるだけでなく、持続可能で環境に優しい農業の実践にも貢献するだろう。

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