パーキンソン病対薬としてのトマトを開発

ジョンイネスセンターがパーキンソン病治療薬L-DOPAを豊富に含むトマトを製造しました。

ジョンイネスセンター主導のチームは、ビートルートでのL-DOPAの合成に関与する遺伝子を導入することにより、トマト果実を改変しました。

L-DOPA is produced from tyrosine, an amino acid found in many foods. The research team inserted a gene encoding a tyrosinase, an enzyme that uses tyrosine to build molecules such as L-DOPA . This elevated the level of L-DOPA specifically in the fruit part of the plant and led to higher yields than those associated with L-DOPA production in the whole plant.

参照元：https://www.jic.ac.uk/press-release/tomatoes-offer-affordable-source-of-parkinsons-disease-drug/
– ジョンイネスセンター John Innes Centre. 9th December 2020 –

科学者たちは、パーキンソン病治療薬L-DOPAを豊富に含むトマトを製造しました。

これは、世界の必須医薬品の1つである新しい手頃な価格の供給源になる可能性があります。

遺伝子組み換え（GM）トマトの開発は、医薬品へのアクセスが制限されている発展途上国に影響を及ぼします。

L-DOPAの天然源としてのトマト植物のこの新しい使用法は、化学合成されたL-DOPAの悪心や行動の合併症などの悪影響に苦しむ人々にも利益をもたらします。

トマト-スケールアップされた生産に使用でき、L-DOPAの標準化および管理された天然源を提供する可能性のある広く栽培されている作物として選択されました。

ジョンイネスセンター主導のチームは、ビートルートでのL-DOPAの合成に関与する遺伝子を導入することにより、トマト果実を改変しました。

この遺伝子は、色素ベタレインの生産に機能します。

L-ドーパは、多くの食品に含まれるアミノ酸であるチロシンから生成されます。

研究チームは、チロシンを使用してL-DOPAなどの分子を構築する酵素であるチロシナーゼをコードする遺伝子を挿入しました。

これにより、特に植物の果実部分でL-DOPAのレベルが上昇し、植物全体でのL-DOPA生産に関連する収量よりも高い収量が得られました。

トマト果実で達成されたレベル（トマト1kgあたり150mgのL-DOPA）は、他のL-DOPA蓄積植物で観察されたレベルと同等でしたが、以前は植物の代謝生産を妨げていた既知の欠点はありませんでした。

現在の目標は、L-DOPAがトマトから抽出され、医薬品に精製される生産パイプラインを作成することです。

この研究の対応する著者であるキャシーマーティン教授は説明します。

「比較的少ないインフラストラクチャでトマトを栽培できるという考えです。GMO（遺伝子組み換え生物）として、スクリーンハウス、非常に狭いメッシュの制御された環境でトマトを栽培できます。そのため、花粉が昆虫から逃げることはありません。そうすれば、比較的低コストでスケールアップできます。トマトは溶解性があり、抽出できるため、地元の産業がトマトからL-DOPAを調製できます。その後、精製された製品を比較的ローテクで製造し、地元で調剤することができます。」

パーキンソン病は、多くの人々が合成L-DOPAの1日2ドルの価格を買う余裕がない発展途上国で深刻化する問題です。

L-ドーパは神経化学的ドーパミンのアミノ酸前駆体であり、パーキンソン病患者のドーパミンの枯渇した供給を補うために使用されます。

レボドパとしても知られるL-DOPAは、1967年に医薬品として設立されて以来、パーキンソン病のゴールドスタンダード療法となっています。

これは、世界保健機関（WHO）によって宣言された必須医薬品のひとつです。

薬の最も一般的な形態は化学合成によって生成されますが、天然資源も利用できます。

主に種子に測定可能な量の分子を含むことが報告されている植物はごくわずかです。

最も研究されているのはハッショウマメのMucunapruriensで、種子に最大10％のL-DOPAが含まれています。

しかし、これは問題があります。

なぜなら、作物を収穫する現場作業員に刺激やアレルギー反応を引き起こす可能性のあるムクニアンを含む毒毛で植物が覆われているからです。

豆自体がトリプタミンのレベルを上昇させ、パーキンソン病患者に幻覚を引き起こす可能性があります。

筆頭著者のDarioBreitel博士は話します。

「L-DOPAの供給源としてチロシナーゼ発現トマトの使用が可能であることを実証しました。これは、合成生物学の強力な選択肢としてのトマトのさらなる実証です。さらに、貯蔵寿命の改善を含む驚くべき有益な効果がありました。調査できるアミノ酸のレベルが上昇しました。」