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significance and mechanism of parasitoid killing factors horizontally transmitted between insects and viruses

Research Project

Project/Area Number 21H04723
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

仲井 まどか  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60302907)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中松 豊  皇學館大学, 教育学部, 教授 (00456617)
鈴木 絵里子  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (00468513)
池田 素子  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20262892)
石井 一夫  公立諏訪東京理科大学, 工学部, 教授 (60449238)
高務 淳  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (80399378)
伊藤 克彦  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80725812)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥41,730,000 (Direct Cost: ¥32,100,000、Indirect Cost: ¥9,630,000)
Fiscal Year 2025: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Keywords寄生蜂致死因子 / 遺伝子水平伝播 / ウイルス / 寄生蜂 / アポトーシス / 軍拡競走 / ゲノム 編集 / 水平伝播 / 天敵
Outline of Research at the Start

エントモポックスウイルスなどの昆虫ウイルスやSpodoptera属などの昆虫のゲノムに保存されている、寄生蜂致死タンパク質 (Parasitoid Killing Factor: PKF)が、寄生蜂を殺すしくみを明らかにし、PKFがウイルスと昆虫間を水平伝播しその両者に今日まで保存されている理由、すなわちその適応的意義を解明することを目的とする。寄生蜂は、昆虫にとっては排除しなければならない宿命の天敵であり、ウイルスにとっては共通の宿主を奪い合う競争者である。本研究の成果により、昆虫と天敵の共進化における新しいパラダイムの構築を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

1) Parasitoid Killing Fator (PKF) のタンパク質発現: バキュロウイルス由来のタンパク質発現ベクターを用いてMythimna separata Entomopoxvirus (MySEV)由来およびMamestra configurataNPV由来のPKFホモログを発現させた。培養細胞よりも、宿主昆虫に組換えバキュロウイルスを感染させた場合に、PKFのタンパク質発現がうまくいく、すなわち体液中に可溶性のPKFが分泌されることが確認できた(仲井担当)。2) PKF欠損ウイルスの確立: 野生株のMySEVを接種した感受性細胞にトランスファーベクター (PKF 遺伝子のローカスにマーカー遺伝子を組換えた) をトランスフェクションさせ、相同組換えによりPKF遺伝子を欠損させたMySEV株をマーカー遺伝子の検出によりクローニングした (高務担当)。この手法により、PKFを欠損したウイルス株を作出することができた。文部科学大臣確認実験の承認を経て、構築したPKF欠損MySEV株を、森林総合研究所から東京農工大学に移送した。3) シロイチモジヨトウを用いたゲノム編集技術の確立: シロイチモジヨトウからPKF遺伝子をゲノム編集技術を用いて欠損させた。欠損させたPKFの生物学的特徴と寄生蜂に対する致死活性を確認した (伊藤仲井担当)。4) MySEV感染がヨトウオオサムライコマユバチ(Microplitis mediator) に対する影響を調査した。その結果、ヨトウオオサムライコマユバチは、宿主であるアワヨトウ幼虫のMySEV感染により負の影響を受けることがわかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Parasitoid Killing Fator (PKF)を挿入した組換えバキュロウイルスが作製できた。また、昆虫ポックスウイルスとシロイチモジヨトウのゲノムからPKFを欠損させることができた。これらの材料を用いていよいよ寄生蜂を致死させるしくみを解明する予定である。

Strategy for Future Research Activity

1) MySEVにおけるPKFの機能解析: MySEV由来のPKFをバキュロウイルスベクターを用いて発現させた。発現させたタンパク質のアミノ酸配列置換体を作製して、その作用機作を評価する。また、PKF欠損MySEVの機能解析を開始する。
2) シロイチモジヨトウにおけるPKFの機能解析: PKFを欠損させたシロイチモジヨトウを野生型のシロイチモジヨトウと比較してシロイチモジヨトウにおけるPKFの機能を明らかにした。この成果を論文発表する。 3) 寄生蜂を殺す仕組みの解明: MySEV由来のバキュロウイルス発現PKFとシロイチモジヨトウ体液(野生型と欠損型との比較)を暴露した寄生蜂細胞のRNA解析を行い、細胞死が起きる原因を解明する。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (44 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

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      Science

      Volume: 373 Issue: 6554 Pages: 535-541

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-04-17  

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