がんや炎症と闘う力を持つとされる、植物由来の希少な天然成分があります。しかし、その成分は植物にごくわずかしか含まれず、どうやって作られるのかも長らく謎に包まれていました。この度、カナダの研究チームがその「製造の秘密」である酵素を特定し、医薬品としての持続可能な合成への道を拓きました。ブリティッシュ・コロンビア大学（University of British Columbia: UBC）オカナガン校の研究者らが、同僚と共に、がんとの闘いに役立つ可能性のある希少な天然化合物「ミトラフィリン（mitraphylline）」を植物がどのように生産するかを解明しました。
ミトラフィリンは、「スピロオキシインドールアルカロイド（spirooxindole alkaloids）」と呼ばれる植物分子の小さなグループに属しています。これらの化合物は、珍しい「ねじれた」環状構造を持ち、抗腫瘍や抗炎症といった強力な作用で知られています。その将来性にもかかわらず、植物がスピロオキシインドール類を生成するために用いる分子的ステップは謎のままでした。
その状況が2023年に変わりました。アービング・K・バーバー理学部（Irving K. Barber Faculty of Science）のトゥ-トゥイ・ダン博士（Dr. Thu-Thuy Dang）の研究グループが、分子を「スピロ」型にねじることができる最初の植物酵素を発見したのです。
その飛躍的な発見を基に、博士課程の学生であるトゥアン-アン・グエン氏（Tuan-Anh Nguyen）が中心となり、分子の3次元（3D）配置を設定する酵素と、それをミトラフィリンにねじり上げる酵素のペアを特定しました。
「これは、組み立てラインの失われた環（ミッシングリンク）を見つけるようなものです」と、UBCオカナガン校の天然物バイオテクノロジー分野におけるプリンシパルズ・リサーチ・チェア（学長任命研究議長）であるダン博士は述べています。「これにより、自然界がこれらの複雑な分子をどのように構築するのかという長年の疑問に答えが得られ、そのプロセスを再現する新しい方法が手に入りました。」
天然化合物は植物中にごく微量しか見つからないことが多く、研究室での再現（合成）が困難であったり、コストがかかったりします。ミトラフィリンはその一例です。アカネ科に属するミトラガイナ（Mitragyna）（クラトム）やウンカリア（Uncaria）（キャッツクロー）のような熱帯樹木に、微量しか存在しません。
ミトラフィリンを構築し、形成する酵素を特定したことで、研究者らは今や、それ（ミトラフィリン）および関連化合物を、持続可能な方法で生産するためのロードマップを手に入れました。
「この発見により、私たちは非常に大きな薬学的価値を持つ化合物にアクセスするための『グリーンケミストリー（環境に優しい化学）』のアプローチを手にしました」と、グエン氏は言います。「これは、学生と教員が密接に協力して世界的な課題を解決する、UBCオカナガン校の研究環境の成果です。」
「スピロオキシインドール化合物の背後にある酵素を発見したチームの一員になれたことは、素晴らしい経験でした」とグエン氏は付け加えます。「UBCオカナガン校の指導とサポートがこれを可能にしました。ここカナダで研究者として成長し続けることに興奮しています。」
このプロジェクトは、UBCオカナガン校のダン博士の研究室と、フロリダ大学（University of Florida）のサティヤ・ナダクドゥティ博士（Dr. Satya Nadakuduti）のチームとの共同研究の成果です。
この研究は、カナダ自然科学・工学研究評議会（Natural Sciences and Engineering Research Council）のアライアンス国際共同プログラム、カナダ・イノベーション財団（Canada Foundation for Innovation）、およびマイケル・スミス・ヘルスリサーチBCスカラープログラム（Michael Smith Health Research BC Scholar Program）の支援を受けました。また、米国農務省（United States Department of Agriculture）の国立食品・農業研究所（National Institute of Food and Agriculture）からの支援も受けています。
「私たちは、UBCオカナガン校からこの発見が生まれたことを誇りに思います。植物は素晴らしい天然の化学者です」とダン博士は言います。「私たちの次のステップは、植物の分子ツールを応用して、より広範な治療用化合物を創り出すことに焦点を当てることです。」
この研究成果は、2025年9月9日に『The Plant Cell』誌に掲載されました。このオープンアクセスの論文は、「「A Chromosome-Level Mitragyna parvifolia Genome Unveils Spirooxindole Alkaloid Diversification and Mitraphylline Biosynthesis（染色体レベルのミトラガイナ・パルビフォリアのゲノムが、スピロオキシインドールアルカロイドの多様化とミトラフィリンの生合成を解明）」」と題されています。
写真：トゥ-トゥイ・ダン博士（Dr. Thu-Thuy Dang）
