昆虫の体色多型性制御とプロフェノールオキシダーゼ活性化機構

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12460026
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 木口 憲爾 信州大学, 繊維学部, 教授 (50262697)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芦田 正明 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50012422) ; 梶浦 善太 信州大学, 繊維学部, 助教授 (10224403) ; 白井 孝治 信州大学, 繊維学部, 助手 (00293499) ; 小林 正彦 東京大学, 農学部, 教授 (60162020)
• Keywords: カイコ / エビガラスズメ / フェノールオキシダーゼ / 体色変化 / クチクラ / アルビノ

Research Abstract

木口、白井および梶浦はカイコとエビガラスズメの黒色化に関与する顆粒型フェノールオキシダーゼ(gPO)を認め、現在、分離精製を試みている。その過程で、gPOが現在、芦田により研究が進められている傷害型フェノールオキシダーゼ(PO)とは別の因子であることを明らかにした。また、gPOの基質の取り込み機構の解明を試み、カイコとエビガラスズメで基質の取り込みが若干、異なる事を明らかにした。すなわち、カイコではgPO活性が最も高い脱皮数時間前に顕著に多くの基質を体液中からクチクラに取り込み、メラニン形成に利用するのに対し、エビガラスズメでは、顕著な取り込みステージが特定できなかった。これはカイコとエビガラスズメでgPOの基質、またはクチクラヘの取り込み機構、またはステージが異なることを示唆する。
芦田はPO前駆体が血液からクチクラへ移行することを証明した。これは、血液からクチクラヘタンパクが上皮細胞を通って移行するのを直接証明した最初の例である。クチクラのPO前駆体は血液のものと同じくヘテロダイマーであるが、それぞれのサブユニットのメチオニン残基のいくつかがメチオニンサルホキシドへ酸化されているのをつきとめ、酸化されているすべての残基を特定した。また、クチクラの前駆体を血体腔に注入してもその前駆体はクチクラヘ移行しないことを明らかにした。
小林はカイコのアルビノ(al/al)幼虫の2齢幼虫の体液及びクチクラを分別採取して、フェノールオキシダーゼ活性を測定した。その結果、体液のフェノールオキシダーゼ活性は、アルビノ幼虫と正常幼虫でほとんど差が無く、むしろアルビノ幼虫の方が高い傾向を見いだした。またクチクラにも、アルビノ幼虫は正常幼虫と同程度の活性を持つことを明らかにした。次に、2齢幼虫をホモジネートし、遠心後、上清に含まれるフェノールオキシダーゼ活性を測定したところ、2齢起蚕が食桑するか否かにより、見かけのPO活性を大きく左右されることが明らかになった。これは、食桑により、上清に含まれる基質量の差が生じ、見かけ上のPO活性に違いを生じたものと考えられる。従って、アルビノ系統の致死の生理的原因が、PO活性にないと示唆される。

Research Products

• [Publications] Liu C.L.,Kajiura Z.,Takei R.,Nakagaki M.: "Reciprocal transplantof an ovarian imaginal disc and uptake of vitellogenin by the ovaries of twowild silkworms, Antheraea pernyi and Antheraea yamamai."Journal of Sericultural.Science of Japan. 69・4. 251-260 (2000)
• [Publications] Liu C.L.,Kajiura Z.,Shiomi K.,Takei R.,Nakagaki M.: "Purification and cDNA sequencing of vitellogenin of the wild silkworm, Antheraea pernyi."Journal of Insect Biotechnology and Sericology. 70・2(in press). (2001)