異種昆虫の絹タンパク質を吐くカイコの分子育種と新繊維の創出

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13460025
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 中垣 雅雄 信州大学, 繊維学部, 教授 (70135169)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塩見 邦博 信州大学, 繊維学部, 助手 (70324241) ; 梶浦 善太 信州大学, 繊維学部, 助教授 (10224403)
• Keywords: 分子育種 / カイコ / 蜘蛛 / トランスポゾン / 絹フィブロイン

Research Abstract

本研究の目的は,異種昆虫の絹タンパク質を吐くカイコの分子育種を行うこと,そしてさらに効率のよい分子育種の系を構築することである。これまで、カイコを殺さない大型昆虫ウイルスであるバキュロウイルスAcNPVを、遺伝子を組換えるトランスファーとして利用して、新しい風合いの絹を吐くカイコを創出することを試みてきた。しかし、組換えがほとんど起こらず、組換え効率を思うように高めることができなかった。この極めて低い組換え効率から判断して、この系は、組換えの系として実用には耐えられないとの結論に達した。
そこで、DNA型トランスポゾンであるpiggyBacの系を用いて、カイコの染色体DNAへの蜘蛛の横糸遺伝子の転移実験を行った。蜘蛛の横糸は、伸縮性の高い糸で、3倍まで伸びる。蜘蛛は肉食で大量飼育が困難であること、蜘蛛に横糸だけを出仕させることは困難であるので、横糸の生産をカイコに行わせることは意味があると考えた。蜘蛛の横糸遺伝子もつ不完全piggyBacDNAと転移酵素遺伝子DNAを、産下後4時間の蚕卵に注射した。転移酵素遺伝子DNAから発現する転移酵素の働きにより、卵内のシンシチウム(細胞膜をもたない裸の核)に取り込まれた「蜘蛛糸遺伝子をもつ不完全piggyBac」が、分裂を繰返しながら卵の表面に移動する。この不完全piggyBacの転移が生殖細胞のゲノム上に起こると、転移が次世代に伝わる。一旦、蜘蛛糸遺伝子の組換えカイコを作れば、そのカイコを系統として保存し、長期間利用することができると思われる。現在、蜘蛛糸遺伝子をもつ組換えカイコの次世代を飼育している。