Sugar traffic in invertebrate endocrine organ

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K15398
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 菊田 真吾 茨城大学, 農学部, 助教 (90718686)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: トレハロース / トランスポーター / 酵素

Outline of Annual Research Achievements

昆虫内分泌器官として機能するアラタ体は生体の恒常性や成長に関わる．これまでに，研究代表者は，アラタ体において顕著に発現する糖トランスポーター遺伝子を同定した．本トランスポーターは，トレハロースの輸送を担う膜タンパクであることが生化学的に証明された．昆虫におけるトレハロースは主な血糖として存在し，末梢組織における炭素源として利用されることが推定されていた．したがって本トランスポーターは，体液中に存在するトレハロースをアラタ体細胞内へ輸送する働きがあると考えられた．一方，アラタ体では，細胞膜結合型トレハラーゼの発現が認められていた．この酵素は，トレハロースをグルコース分子に分解する．もしこの細胞膜結合型トレハラーゼが体液側にトポロジーを示すのであれば，アラタ体内には，グルコースが輸送されると考えられる．その場合，同定されたトレハローストランスポーターの役割は不明である．本年では，細胞膜結合型トレハラーゼの局在を解析することで，糖輸送経路に関わる分子がトレハロースなのかグルコースなのか迫った．細胞膜結合型トレハラーゼのC末端に膜貫通ドメインが推定された．本ドメイン近傍に対するペプチド抗体を作製し，免疫組織化学的手法を用いて，トレハラーゼの局在を解析した．その結果，本トレハラーゼは，アラタ体内の細胞において染色が確認された．この結果は，トレハラーゼが細胞内側に発現することを示唆しており，体液中のトレハロースが分解されて輸送されているのではなく，トレハローストランスポーターによって取り込まれたトレハロースが細胞膜結合型トレハラーゼによって分解され，炭素源として利用されているものと考えられた．