植物と病原体を共培養する新たなスクリーニング法による
｢ファイトプラズマ病｣治療薬の発見

　　ファイトプラズマは植物の篩部に寄生する病原細菌であり、1,000種以上の植物に病気を引き起こし、世界中の農業生産に甚大な被害を及ぼしています。有効な薬剤がなく抵抗性品種も見つかっていないため防除が難しく、解決策が求められていました。
　　東京大学大学院農学生命科学研究科の前島健作助教と山次康幸准教授らのグループは今回、培養困難なファイトプラズマを植物に感染させたまま培地上で培養するという、｢逆転の発想｣により、ファイトプラズマを植物から完全に消し去る特効薬を効率的に発見する方法を考案し、複数の特効薬を見つけました。これらの薬剤は、植物体内におけるファイトプラズマを消し去り、植物を回復させました。
　　本研究成果は、ファイトプラズマ病の特効薬としての活用が期待されるとともに、歴史的または商業的に価値のある樹木等の治療、ファイトプラズマへの遺伝子工学的利用技術の開発など、幅広い用途が期待されます。また、この技術は、培養困難なほかの病原体の特効薬スクリーニングにも利用できます。

1.　研究の背景
　　ファイトプラズマは、1967年に故土居養二東京大学名誉教授によって発見された、植物の篩部に寄生しヨコバイなどの昆虫により媒介される植物病原細菌であり、1,000種以上の植物に萎縮や黄化、枯死などの激しい症状を引き起こし、今日でも世界中の農業生産に甚大な被害をもたらしています。ファイトプラズマを農薬により防除することは困難であり、当時発見された唯一の有効な抗生物質｢テトラサイクリン｣も、使用をやめると再発するため、伝染源となる感染植物の早期発見・除去と、媒介昆虫の駆除に頼るほかありませんでした。
　　一般に、細菌に対する薬剤の探索は、薬剤を加えた人工培地上で細菌を生育させ、その細菌の生育が抑えられるかどうかを判断しておこなわれます。これまで多くの細菌に対して色々な薬剤が発見されていますが、ファイトプラズマの特効薬は見つかっていません。その最大の原因は、ファイトプラズマが人工培地上で培養できないことにありました。

2.　研究内容
　　今回、前島健作助教と山次康幸准教授らのグループは、ファイトプラズマに感染した植物を植物用の人工培地上で雑菌が生えないようにして培養し、その培地に色々な薬剤を添加して効果を検証する画期的な探索法を考案しました。この方法を用いて色々な薬剤を試した結果、これまで効果が確認されているテトラサイクリン系に加えて、リファマイシン系とフェニコール系の薬剤が有効であることを発見しました。また、薬剤を含む培地上で4カ月生育させた植物ではファイトプラズマが死滅しその後検出されなくなったことから、薬剤によるファイトプラズマの完全な除去と治療が可能であることが示されました。興味深いことに、ファイトプラズマは近縁なマイコプラズマ（注２）と比べて、有効な薬剤の種類が一部異なっていました。この違いは、これらの薬剤のターゲットとなるファイトプラズマの遺伝子配列の変異により説明できることがわかりました。このことから、ファイトプラズマの遺伝子配列を調べれば、薬剤への感受性を予測できることが分かりました。

3.　考察・社会的意義
　　本研究により、ファイトプラズマが発見されて50年を経て初めてファイトプラズマ病特効薬の効率的なスクリーニング法が確立されただけでなく、新たな特効薬を発見しました。本研究の成果は、これまでのファイトプラズマ病対策を一変させることになります。この新たなスクリーニング法を活用することにより、ファイトプラズマ病特効薬探索が容易になりました。また、ターゲットの異なる薬剤を複数組み合わせたり、成長点培養や熱処理などの技術と併用すれば、さらに効果的な治療法が確立できます。これらの成果は、農業現場だけでなく、歴史的または商業的に価値の高い樹木や球根など栄養繁殖性植物の治療や、ファイトプラズマへの遺伝子工学的技術の利用に向けた選抜用薬剤など、幅広い用途に活用できます。ファイトプラズマ以外にも、カンキツグリーニング病菌など培養の困難な植物病原細菌など、農業生産上重要な植物病に対する効果的な治療薬剤の開発への利用も期待されます。

　　なお、本研究は日本学術振興会科学研究費補助金の支援を受けておこなわれました。