Generation of a new category, "Proteinaceous Insecticide" based on mechanisms which cause specificity diversity of Bacillus thuringiensis insecticidal protein.

• Project/Area Number: 24310054
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Environmental technology/Environmental materials
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: SATO Ryoichi 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30235428)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): IWABUCHI Kikuo 東京農工大学, 大学院農学研究院, 教授 (00203399)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2014: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2013: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2012: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: Bacillus thuringiensis / Cry toxin / ABCC2 / receptor / 環境技術 / 環境材料 / 農薬

Outline of Final Research Achievements

To generate “Proteinaceous Insecticide” we attempted to make a method which can improve activity of the insecticidal protein made by BT. A group of insecticidal protein was indicated to act insect host using ABC transporter C2 as a receptor. It was also suggested that susceptibility of lepidopteran insects to Cry1A toxins largely depend on ABCC2s they have on the cells. To make a method by which we can evolve the binding affinity of insecticidal protein toward ABCC2 of target insects, we established large scale production system and purification system for ABCC2.We also made a platform for the screening system for the improved insecticidal proteins.

Research Products

• [Journal Article] Affinity maturation of Cry1Aa toxin to the Bombyx mori cadherin-like receptor by directed evolution based on phage display and biopanning selections of domain II loop 2 mutant toxins. (2014)
  • Author(s): 79.Haruka Endo, Yuki Kobayashi, Yasushi Hoshino, Shiho Tanaka, Shingo Kikuta,Hiroko Tabunoki & Ryoichi Sato
  • Journal Title: Microbiology Open Volume: 3 Issue: 4 Pages: 568-577
  • DOI: 10.1002/mbo3.188
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Affinity Maturation of Cry1Aa Toxin to the Bombyx mori Cadherin-Like Receptor by Directed Evolution. (2013)
  • Author(s): Fujii Y, Tanaka S, Otsuki M, Hoshino Y, Endo H, Sato R.
  • Journal Title: Molecular Biotechnology Volume: 54 Issue: 3 Pages: 888-99
  • DOI: 10.1007/s12033-012-9638-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The ABCC2 transporter in Bombyx mori larvae (BmABCC2) is a functional receptor for Cry toxins from Bacillus thuringiensis. (2013)
  • Author(s): Tanaka Shiho ; Miyamoto, Kazuhisa ; Noda, Hiroaki ; Jurat-Fuentes, Juan ; Yoshizawa, Yasutaka ; Endo, Haruka ; Sato, Ryoichi
  • Journal Title: FEBS Journal Volume: 280 Issue: 8 Pages: 1782-1794
  • DOI: 10.1111/febs.12200
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cry lAa binding to the cadherin receptor does not require conserved amino acid sequences in the domain II loops. (2012)
  • Author(s): Y Fujii
  • Journal Title: Bioscience Reports Volume: 33 Issue: 1 Pages: 103-112
  • DOI: 10.1042/bsr20120113
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 遠藤 悠・田中 詩穂・菊田 真吾・佐藤 令一 (2015)
  • Author(s): ABCトランスポーターから解き明かす殺虫タンパク質の標的昆虫選択性
  • Organizer: 第59回日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 山形市 山形大学小白川キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] Bacillus thuringiensis Cry毒素の殺虫活性向上モデルの構築 (2015)
  • Author(s): 今村一博・中嶋夏子・田中詩穂・菊田真吾・佐藤令一
  • Organizer: 第１回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
  • Place of Presentation: 小金井市 東京農工大学小金井キャンパス
  • Year and Date: 2015-02-26
• [Presentation] Cry毒素の細胞傷害活性と受容体との結合力に相関は見えるか (2015)
  • Author(s): 阿出川さとみ・田中詩穂・菊田真吾・佐藤令一
  • Organizer: 第１回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
  • Place of Presentation: 小金井市 東京農工大小金井キャンパス
  • Year and Date: 2015-02-26
• [Presentation] Cry毒素と受容体ABCC2の結合解離パターンおよびABCC2の分子運動と受容体機能の関係 (2014)
  • Author(s): 飯塚亜美・田中詩穂・菊田真吾・佐藤令一
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年回
  • Place of Presentation: 横浜市 パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] Cry1A毒素のABC transporterC2を介した作用機構の解析 (2014)
  • Author(s): 田中詩穂，飯塚亜美，宮本和久，野田博明，菊田真吾，佐藤令一
  • Organizer: 第11 回昆虫病理研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 富士吉田市 富士Calm
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] Cry1Aa毒素のBmABCC2を介した活性に影響を与える領域 (2014)
  • Author(s): 阿出川さとみ, 遠藤 悠, 新川直雄規, 田中詩穂, 菊田真吾, 佐藤令一
  • Organizer: 第11 回昆虫病理研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 富士吉田市 富士Calm
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] ABCC2を標的とした親和性選抜を介したCry毒素の殺虫活性のコウチュウ目からチョウ目への改変モデルの構築 (2014)
  • Author(s): 今村一博, 遠藤 悠, 田中詩穂, 菊田真吾, 佐藤令一
  • Organizer: 第11 回昆虫病理研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 富士吉田市 富士Calm
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] カドヘリン様受容体への結合性を改変したCry1Aa 変異体の活性評価 (2014)
  • Author(s): 新川直雄規・山口雅人・佐藤令一
  • Organizer: 第11 回昆虫病理研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 富士吉田市 富士Calm
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] Bt毒素の受容体ABCC2への親和性向上を目指すタンパク質工学の確立 第11 回昆虫病理研究会シンポジウム (2014)
  • Author(s): 中嶋夏子・遠藤 悠・田中詩穂・佐藤令一
  • Organizer: 第11 回昆虫病理研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 富士吉田市 富士Calm
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] 毒素抵抗性を生み出す宿主昆虫ABC transporter C2の変異の解析 (2013)
  • Author(s): 田中詩穂
  • Organizer: 第57回日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 日大湘南キャンパス(神奈川県)
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] Cry毒素受容体として機能するカイコガABC transporter C2 (2013)
  • Author(s): 田中詩穂
  • Organizer: 第57回日本応用動物昆虫学会大会 小集会
  • Place of Presentation: 日大湘南キャンパス(神奈川県)
  • Year and Date: 2013-03-28
• [Presentation] カイコにおけるBt毒素の受容体と殺虫機構に関する研究 (2013)
  • Author(s): 佐藤令一
  • Organizer: 平成25年度日本蚕糸学会賞受賞記念講演
  • Place of Presentation: つくば農林ホール(茨城県)(招待講演)
  • Year and Date: 2013-03-18
• [Presentation] アズキノメイガ幼虫の中腸円筒細胞においてCry毒素に対する感受性を決定する受容体の解析 (2012)
  • Author(s): 遠藤悠
  • Organizer: 日本蚕糸学会関東支部第63回大会
  • Place of Presentation: 東京農工大小金井キャンパス(東京都)
  • Year and Date: 2012-11-23
• [Presentation] Cry毒素殺虫作用機構上で働く宿主受容体分子の評価 (2012)
  • Author(s): 田中詩穂
  • Organizer: 第10回昆虫病理研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 帯畜大農学部(北海道)
  • Year and Date: 2012-09-22
• [Presentation] カイコガABC transporter subfamily C2がBacillusthuringiesnsis Cry毒素 受容体として機能を発揮する仕組みの解明 (2012)
  • Author(s): 田中詩穂
  • Organizer: 第7回トランスポーター研究会年会
  • Place of Presentation: 京都大学農学部(京都府)
  • Year and Date: 2012-06-09
• [Presentation] カイコガABCトランスポーターBmABCC2は殺虫性タンパク質Cry毒素とどのようにして相互作用するのか
  • Author(s): 田中詩穂、宮本和久、野田博明、佐藤令一
  • Organizer: 第8 回トランスポーター研究会年会
  • Place of Presentation: 熊本大学薬学部
• [Presentation] Bt殺虫性タンパク質に対する昆虫の感受性決定因子の解析
  • Author(s): 遠藤悠・藤井毅・石川幸男・佐藤令一
  • Organizer: 第74 回昆虫病理研究会
  • Place of Presentation: 東京大学農学部
• [Presentation] Analysis of factors determining susceptibility levels of insect species against an insecticidal protein
  • Author(s): Haruka Endo, Takeshi Fujii, Yukio Ishikawa, Ryoichi Sato
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] Cry毒素殺虫活性発現におけるカドヘリン様受容体の重要性の検討
  • Author(s): 新川直雄規 ・山口雅人・佐藤令一
  • Organizer: 平成26 年度 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • Place of Presentation: 日本大学生物資源科学部
• [Presentation] Cry毒素殺虫作用機構上で協調作用を示す２つの受容体の性状解析
  • Author(s): 田中詩穂・宮本和久・野田博明・菊田真悟・佐藤令一
  • Organizer: 平成26 年度 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • Place of Presentation: 日本大学生物資源科学部