上接：产学合作开启“食品”创新——从育种、栽培技术到产业开拓硕果累累（上）
利用植物生成的蛋白质
为医疗和健康领域做贡献
OPERA“食品与先进技术共创联盟”还在推进使植物产生有用物质的研究。领军人物是筑波大学筑波功能植物创新研究中心的三浦谦治教授。他将通过农杆菌在模型植物本氏烟草中导入生成目标蛋白的基因，在植物细胞中让源自病毒的自我复制机制发挥作用，从而生成蛋白质并积蓄起来（图6、7）。三浦教授介绍说：“目标是生产与细胞因子和细胞增殖有关的蛋白质，为医疗领域做贡献。”
图6：“筑波系统”的优势
（出处：SciRep.2018Mar19;8(1):4755. doi:10.1038/s41598-018-23024-y.）
为确认目标基因已被导入，表达了发光蛋白（GFP，左图）。与此前开发的植物瞬时蛋白表达系统相比，可以在短时间内产生高数量的蛋白质。使用本氏烟草时，三天可以生成约4000μg/g的鲜重蛋白质。右图是与已经付诸商务用途的magnICON系统（mag）的比较。
图7：通过发光蛋白（GFP）在蛋白质表达部位发光的烟草
投放了双生病毒的部位周围呈斑点状发光。
利用植物生产有用蛋白质的方法虽然成本较低，但另一方面也存在导入的基因表达量较低的问题。三浦教授等人对载体进行改良，开发出了命名为“筑波系统”的独特方法，成功地大量表达了蛋白质（图8）。三浦教授介绍说：“病毒载体一般使用烟草花叶病毒，而我们使用了双生病毒。这样还可以应用于烟草以外的植物，比如番茄、蜜瓜和莴苣等。”目标是以“筑波系统”为基础，实现植物蛋白质生产的通用化，由此创造出新一代产业。
图8：筑波系统的特征
筑波系统在烟草以外的植物中也能大量表达蛋白质。其特点是载体结合了源自双生病毒的复制系统以及准确终结表达目标蛋白的转录区域转录的双终止子。（照片：筑波系统（左），常规方法（右））
（出处：SciRep.2018Mar19;8(1):4755. doi:10.1038/s41598-018-23024-y.）
此外，OPERA“食品与先进技术共创联盟”还在开展旨在最大限度地有效利用植物生成的蛋白质的研究（图9）。领导该研究的龟田制菓公司稻米综合研究所功能性材料研究团队的内山公子总监介绍说：“作为一家生产仙贝的食品公司，我们一直在关注原材料大米中的有用成分。大米的蛋白质含量虽然只有6～7％，但自古以来都在支撑着日本人的健康”。据介绍，通过用各种消化酶分解大米中所含的蛋白质，可产生具有多种功能的分解产物肽。
图9：大米蛋白和肽粉
龟田制菓公司期待通过参与OPERA“食品与先进技术共创联盟”，创造出大米和蛋白质的新价值。分解大米蛋白（上）获得的肽粉（下），即使少量摄入也能发挥功能。（供图：龟田制菓）
研究团队的目标是，详细分析各种肽的功能，经过临床试验，将其作为健康功能食品实现产品化。与内山总监一起推进研究的龟田制菓公司稻米综合研究所功能性材料研究团队的总监助理樋口裕树介绍说：“我们正在推进研发着眼于提高骨代谢，强化骨骼，以及预防肾病和具有抗肥胖效果等的产品”。龟田制菓多年来一直在为慢性肾病患者生产低蛋白米饭。“我们希望有效地利用从大米中去除的有用蛋白质”——这种强烈的愿望正是该公司开展研究的原动力。最大限度地利用资源的技术将会成为实现可持续粮食生产的一个重要视角。
关于通过多种方式开拓食品未来的OPERA“食品与先进技术共创联盟”的优势，江面教授介绍说：“联盟中以致力于不同研究课题的研究人员为首，直接涉及商业化的企业从开发阶段就参与研究，形成了能立即向社会普及推广的机制。向消费者销售产品、直接听到反馈意见的企业的参与，也让研究人员更加放心。希望大家能齐心协力共同迎接新的挑战。”
另外，关于食品与新技术之间的关系，福田主任展望说：“在消费者有着广泛的需求和要求的今天，人们不仅要吃饱，还必须通过食用来提高生活品质，即QOL，同时还必须实现可持续生产。今后导入新技术并制定支持政策将变得必不可少。”
为了使研发成果能在社会上生根并结出果实，OPERA“食品与先进技术共创联盟”将通过强有力的产学合作体制来不断挑战。在采访的最后，江面教授雄心勃勃地表示：“联盟只剩下3年的时间了。再努力一把，新的商品就会源源不断地面世。”这些旨在实现美味健康的未来食品的新技术，今后会让人更加瞩目。（全文完）（TEXT：西冈真由美，PHOTO：石原秀树）
原文：JSTnews 7月号
翻译编辑：JST客观日本编辑部
