2016 Fiscal Year Research-status Report
シロアリの食害行動に関与する水代謝システムの解明と制御技術の開発
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16K21597
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| Research Institution | Forestry and Forest Products Research Institute |
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Principal Investigator |
神原 広平 国立研究開発法人森林総合研究所, 木材改質研究領域, 主任研究員 (60727577)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | シロアリ / アクアポリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物の水代謝システムには、細胞膜に水の通過路を形成するタンパク質であるアクアポリンが関与している。昆虫アクアポリンは分子系統関係からDRIPとPRIPと呼ばれる二つのサブタイプに分かれるが、細胞膜上の水の通過路としての働きは共通している。シロアリの食害行動に関与している水代謝システムで機能するアクアポリンを解明し、その機能を阻害することができれば、シロアリの食害行動の阻害を標的とした新たな防蟻技術の開発に資すると考えられる。そこで、平成28年度はシロアリの食害行動と密接に関与する水代謝システムの分子基盤の解明を目的として、他昆虫種のアクアポリン遺伝子情報や公共の遺伝子データベースに登録されているゲノムやEST等の遺伝子配列情報から推定されるアクアポリン様配列をもとにプライマーを設計し、イエシロアリから新たなアクアポリン様の遺伝子配列を特定した。特定した遺伝子の配列解析を行った結果、アクアポリンに共通する特徴的な配列を有しており、分子系統学的にイエシロアリで既知のDRIPタイプと異なるPRIPタイプのグループに属するアクアポリンであることが明らかとなった。さらに、イエシロアリの組織別の発現解析の結果、PRIPタイプのアクアポリンがイエシロアリの唾液腺及びマルピーギ管に分布することを明らかにした。シロアリの唾液腺は木材を分解するための消化液であるセルラーゼを含む唾液を産生・分泌するので、唾液腺で発現するアクアポリンは食害行動にも関与すると推測される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度は、（１）既知の昆虫アクアポリンの遺伝子情報、公共のデータベースに登録されているゲノム及びEST等の情報を網羅的に活用した新たなシロアリアクアポリン遺伝子の特定、（２）膜機能タンパク質のin vitro発現系であるアフリカツメガエルの卵母細胞を用いたスウェリングアッセイによる、シロアリアクアポリンの水輸送活性（透過能）の測定を計画した。今年度の研究成果においては、新たなシロアリアクアポリン遺伝子の獲得は達成したが、アフリカツメガエル卵母細胞発現系が新たに立ち上げる実験系であったことから水輸送活性測定システムの構築に遅れが出た。一方で、平成29年度に計画していたシロアリアクアポリンの発現解析を実施し、組織別の発現分布を解明した。また、同様に平成29年度に計画したRNA干渉法を用いたアクアポリンの機能阻害に着手しはじめたことから総合しておおむね順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
アフリカツメガエルの卵母細胞発現系を用いたスウェリングアッセイを用いた水輸送活性の測定システムの実験系を構築し、平成28年度に獲得した新たなシロアリアクアポリン遺伝子の膜透過能を明らかにする。また、RNA干渉法を用いたアクアポリンタンパク質の合成阻害を行い、遺伝子及びタンパク質発現レベルでのRNA干渉の効果を確認するとともに、シロアリ個体の表現型にみられる変化を観察する。
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| Causes of Carryover |
アフリカツメガエル卵母細胞発現系による水輸送活性の測定システムに使用する、消耗品のプラスチック器具及びガラス器具類が当該システムの立ち上げに遅れが生じたことで購入に至らなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今回生じた次年度使用額については、アフリカツメガエル卵母細胞発現系による水輸送活性の測定システムに使用するプラスチック器具及びガラス器具類等の消耗品費用として使用する。
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