タンパク質
食物として摂取したタンパク質は消化の過程でアミノ酸にまで分解され吸収され、体内で再びタンパク質へ構成される。このタンパク質を作る基本物質であるアミノ酸は、炭素元素を中心に水溶液中でプラスに荷電するアミノ基とマイナスに荷電するカルボキシル基を持ち、残り2箇所に水素と側鎖と呼ばれる分子構造を持つ[2]。タンパク質をつくるアミノ酸は20種類あるが、これらの差は側鎖の形状の違いで分けられる[2]。
スギ花粉米
一方で、イネの種子にはタンパク質顆粒と呼ばれる細胞小器官が存在し、タンパク質顆粒に蓄積されたタンパク質は種子発芽時まで分解されることがない。また、経口摂取したタンパク質は一般的に胃の消化酵素で分解されるが、タンパク質顆粒の中でも小胞体由来のものに蓄積されたタンパク質はその消化酵素への耐性が高いことが知られている。さらに、腸管では食物タンパク質に対して抗体の産生が抑えられる経口免疫寛容という仕組みがあることが知られており、食物として摂取した場合、異物であっても免疫応答が抑制されていることが知られている。これら性質を利用し、上記の改変型アレルゲンを小胞体由来タンパク質顆粒特異的に発現させることで大量の抗原をイネ種子中で発現させ、経口摂取により腸まで搬送させるようにしたイネがスギ花粉米である。