Innovative method development to screen novel antimicrobial peptides by evolutionary genomics approach

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22294
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: Shigenobu Shuji 基礎生物学研究所, 超階層生物学センター, 教授 (30399555)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2023-03-31
• Keywords: 抗菌ペプチド / RNA-seq / トランスクリプトーム解析 / 昆虫 / 共生

Outline of Final Research Achievements

Motivated by my earlier fortuitous discovery of novel antimicrobial peptides through a transcriptome analysis of bacteriocytes (insect cells specialized for symbiosis with endosymbionts), this study aimed to establish a pipeline for identifying new antimicrobial peptides, particularly within the framework of insect-microbe symbiotic systems. Our innovative method enabled the identification of a novel class of antimicrobial peptides derived from insects, including aphid BCR peptides. This research signifies a pivotal stride towards understanding and harnessing the potential of antimicrobial peptides from insect-microbe interactions.

Free Research Field

ゲノム進化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

抗菌ペプチドは、多細胞生物がもつ生体防御のための物質で、自然免疫反応によって、侵略してくる病原性微生物を攻撃するための分子である。既存の抗生物質と比べて耐性を獲得しにくいため、新規抗菌ペプチドの開発には大きな関心が寄せられている。本研究では、これまで注目されてなかった昆虫・微生物共生系に焦点を当て、新規抗菌ペプチドの探索パイプラインを開発し、その手法を用いた新規抗菌ペプチドの発見を成功させた。これらの新規抗菌ペプチドは、新規医薬品や農薬の開発に応用できる大きなポテンシャルを秘めているとともに、本研究で示したアプローチは、ゲノム時代の天然物創薬の新たな方向性を示している。