[发明专利]可检测出环境负荷化学物质的转基因植物

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备通过花色变化检测环境负荷化学物质的植物体的用于植物转化的载体、使用此载体转化的转基因植物、使用此转基因植物检测环境负荷化学物质的方法等。更具体地说，本发明涉及通过使用导入含有芳香烃受体(AhR)的基因的基因组的植物，简便地检测存在于环境中的AhR的配体二恶英类及多环芳香烃的技术。

背景技术

至今为止的工业发展过程中，各种各样的化学物质被释放到环境中。其中存在着大量残留、积累在环境中，成为威胁包括人类在内的生物的健康的原因物质(以下称环境负荷化学物质)。特别是其中极低浓度即可对环境产生不良影响、被视为社会性问题的是二恶英类和多环芳香烃。二恶英类及多环芳香烃(其中包括苯并芘、甲基胆蒽等)在环境负荷化学物质中，对哺乳动物表现出免疫毒性、致畸毒性、致癌性等种种生物体毒性，不仅对人类的健康，对于生态环境的影响也非常令人担心。

急性毒性可用其化合物的LD(致死量)比较。二恶英类中毒性极高的2，3，7，8-TCDD的LD₅₀(50％致死量)因对象生物的不同而不同，但均为极低的浓度。例如，对于与人类接近的猴子，其LD₅₀为50～70μg/kg，与其他毒性物质相比也为非常低的浓度。而且，二恶英因显示致癌性、致畸毒性、激素样作用等的多种毒性，所以，即使是不显示急性毒性的低浓度，通过在体内积累，也会对健康产生影响。且已知包含共平面多氯联苯在内的其他二恶英类的毒性虽有强弱之差，但也显出示与2，3，7，8-TCDD同样的多种毒性(《环境激素与二恶英》、化学同人、1999年。日语原名：「環境ホルモン&ダイオキシン」、化学同人、1999年)。

因此，越来越期望有能监测环境中以低浓度存在的二恶英类及多环芳香烃的分布、动态的技术。

以往，二恶英类及多环芳香烃的监测是通过从监测地区的多个地点采样，搬运到实验设施后，通过仪器分析进行检测及定量。但是，此种仪器分析的灵敏度、精确度虽很优异，但需要分析设备和熟练技术，所以存在着花费时间且机器、试剂等的经费高的问题。现状中，每一件需花费数十万日元的测定委托费。因此，需要简便快速、高灵敏度且廉价的方法。

另一方面，生物具有识别二恶英类及多环芳香烃，并代谢上述物质的功能。因应用此种生物功能监测二恶英类等的方法，可减少由于有机溶剂的过多使用等而造成二次污染的危险性等，所以是环境负荷小、易得到公共理解的方法，至今为止，一直都在开发利用生物功能监测环境负荷化学物质的方法。例如，已知环境负荷化学物质之一的内分泌干扰物质的检测，有以对参与女性激素(雌激素)、男性激素(雄激素)、甲状腺激素等的内分泌系统功能的受体的应答性为指标的方法。且已知利用生物体内抗原抗体反应的特异性，针对环境负荷化学物质的特异性的免疫化学测定法等。二恶英类中，使用受体的体外检测法的试剂盒例如ECO-ASSAY DIOXIN ELISA KIT(大塚制药)、Ah免疫诊断试剂盒(和光纯药工业)、Dioxin/Furan EIA kit，60 test，Dfl-60(关东化学)等已有市售。

但是，上述检测法均是将採集的样品依次从採集地带回实验室，再使用适合各种分析的试剂及仪器等进行测定。因此，在无实验设施或其利用上有实质困难的场所(例如，离实验设施较远的野外)中无法实施。而且，上述检测法只能判断在实验设施内分析后得出的测定结果，所以，不能在採集地点进行迅速的现场测定。

如上所述，特别是对于哺乳类，即使二恶英类的浓度极低也能显示出强毒性。此时，二恶英类在细胞内与受体AhR特异性结合。其后，二恶英类作为配体结合的AhR-二恶英类复合物与AhR核转位蛋白(Arnt)形成异二聚体，并向核内转移。此异二聚体通过AhR中的DNA结合结构域介导与特定DNA序列结合，通过AhR中的转录激活结构域介导，激活其特定DNA序列的3’端结构基因的转录(J.Biol.Chem.270，29270-29278，1995)。