カイコの繭を彩るカロテノイドの搬送システムの分子機構の解明と応用

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21380045
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 土田 耕三 National Institute of Infectious Diseases, 放射能管理室, 室長 (40231435)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 公子 農業生物資源研究所, 昆虫ゲノム, 室長 (40370689) ; 瀬筒 秀樹 農業生物資源研究所, 遺伝子組み換え研究センター, 研究員 (70342805)
• Keywords: リポホリン / リポホリンレセプター / SR-BI / 脂質の選択の輸送 / カロテノイド / カイコ / カロテノイド結合タンパク質 / Cameo2

Research Abstract

黄繭遺伝子(C)を持つカイコは、体液がカロテノイドを豊富に含む黄血(Y)ならばカロテノイドが絹糸腺に取り込まれ、繭は黄色となる。一方、劣性の対立遺伝子+^Cをホモに持つ場合は、カロテノイドが絹糸腺に移行せず、繭は白色となる。Cの分子実体をポジショナルクローニングによって同定した。Cは、哺乳類において血漿高密度リポタンパク質から細胞への脂質移行に関与するスカベンジャー受容体クラスBタイプI(SR-BI)の相同遺伝子Cameo2(C locus associated membrane protein homologous to SR-BI 2)であった。絹糸腺におけるCameo2の発現量をC系統と+^C系統で比較したところ、+^C系統において発現が強く抑制されていた。絹糸腺膜画分についてWestern解析を行ったところ、Cameo2は+^C系統においてタンパク質の発現も抑制されていた。中腸や精巣におけるCameo2の発現を調べたところ、C系統および+^C系統の両方で同様の発現が見られ、+^C系統における発現抑制は絹糸腺特異的におこっていることが分かった。また、黄血白繭を作るカイコにcameo2遺伝子を強制発現させたカイコが作出された。このカイコは、中部絹糸腺にも黄色の着色が復帰し黄繭が作られた。以上のことから、田中義麿によって報告されたC遺伝子の分子実体は、リポホリンレセプターであり、リポホリンからルテインのみを選択的に取り込むタンパク質であることが分かった。

Research Products

• [Journal Article] Purification and expression analysis of imaginal disc growth factor in the silkworm, Bombyx mori (2010)
  • Author(s): Wang H.B., Sakudoh T., Kawasaki H., Iwanaga M., Araki K., Fujimoto H., Takada N., Iwano H., Tsuchida K.
  • Journal Title: Jounal of Insect Physiology 55 Pages: 1065-1071
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Apolipophorin -III expression and low density lipophorin formation during embryonic development of the silkworm, Bombyx mori (2010)
  • Author(s): Tsuchida K., Yokoyama T., Sakudoh T., Katagiri C., Tsurumaru S., Takada N., Fujimoto H., Ziegler, R., Iwano H., Hamano K., Yaginuma T
  • Journal Title: Comparative Biochemistry and Physiology Part B 155 Pages: 363-370
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A CD36-related transmembrane protein is coordinated with an intercellular lipid-binding protein in selective carotenoid transport for cocoon coloration (2010)
  • Author(s): Sakudoh T., Iizuka T., Narukawa J., Sezutsu H., Kobayashi I., Kuwazaki S., Banno Y., Kitamura A., Takada N., Fujimoto H., Kadono-Okuda K., Mita K., Tamura T., Yamamoto K., Tsuchida K.
  • Journal Title: Journal of Biological chemistry 285 Pages: 7739-7751
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 繭の色はどのようにして彩られるのか (2009)
  • Author(s): 作道隆・土田耕三
  • Journal Title: 生化学 81 Pages: 27-31
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Purification and characterization of a human retinal lutein-binding protein from human retina (2009)
  • Author(s): Bhosale P., Li B., Sharifzadeh M., Gellermann W., Frederick J.M., Tsuchida K., Bernstein P.
  • Journal Title: Biochemistry 48 Pages: 4798-4807
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 繭色を支配するカロテノイド結合タンパク質の遺伝子構造は家畜化の過程で大きく多様化した (2010)
  • Author(s): 作道隆・中島健陽・嶋田透・伴野豊・中島裕美子・中垣雅雄・高田直子・藤本浩文・土田耕三
  • Organizer: 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • Place of Presentation: 上田市、信州大学
  • Year and Date: 2010-04-03
• [Presentation] カイコ Lipid Transfer Particle cDNA塩基配列の決定 (2010)
  • Author(s): 横山健・藤本浩文・作道隆・高田直子・濱野国勝・土田耕三
  • Organizer: 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • Place of Presentation: 上田市、信州大学
  • Year and Date: 2010-04-03
• [Presentation] カイコ外層黄繭と内層黄繭を作る分子機構 (2010)
  • Author(s): 湯浅正志・作道隆・藤本浩文・高田直子・伴野豊・土田耕三
  • Organizer: 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • Place of Presentation: 上田市、信州大学
  • Year and Date: 2010-04-03
• [Presentation] Molecular machinery for the delivery of specific carotenoids to specific tissues (2010)
  • Author(s): Sakudoh T., Kitamura A., Yuasa M., Fujimoto H., Takada N., Banno Y., Tsuchida K.
  • Organizer: Gordon Research Conference
  • Place of Presentation: Ventura, California, USA
  • Year and Date: 2010-01-17
• [Presentation] The cDNA, deduced amino acid sequences and gene structure of apolipoproteins of lipid transfer particle in the silkworm Bombyx mori (2009)
  • Author(s): 横山健・藤本浩文・作道隆・高田直子・濱野国勝・土田耕三
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] A CD36-related transmembrane protein facilitates selective uptake of carotenoid pigment and cocoon coloration in coordination with an intracellular START lipid binding protein (2009)
  • Author(s): Sakudoh T., Iizuka T., Narukawa J., Sezutsu H., Kobayashi I., Kuwazaki S., Banno Y., Kitamura A., Takada N., Fujimoto H., Kadono-Okuda K., Mita K., Tamura T., Yamamoto K., Tsuchida K.
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] C系統では、C系統よりCameo2の発現時期が遅れている (2009)
  • Author(s): 湯浅正志・作道隆・藤本浩文・高田直子・土田耕三
  • Organizer: 09昆虫ワークショップ
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2009-10-28
• [Presentation] カイコとクワコにおけるカロテノイド結合タンパク質(CBP)の遺伝子構造 (2009)
  • Author(s): 中島健陽, 作道隆, 高田直子, 藤本浩文, 土田耕三
  • Organizer: 09昆虫ワークショップ
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2009-10-28
• [Presentation] カイコ apo Lipid Transfer Particle-I, -II, -III遺伝子の塩基配列の決定 (2009)
  • Author(s): 横山健, 作道隆, 高田直子, 藤本浩文, 土田耕三
  • Organizer: 09昆虫ワークショップ
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2009-10-28
• [Presentation] Cameo2の遺伝子構造 (2009)
  • Author(s): 作道隆・藤本浩文・高田直子・土田耕三
  • Organizer: 2009年 昆虫ポストゲノム研究会
  • Place of Presentation: 札幌市、北海道大学
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] Carotenoid cocoon coloration is controlled by combination of a CD36/SR-BI-related receptor and a cytosolic START lipid-binding protein (2009)
  • Author(s): 作道隆
  • Organizer: The 5^<th> Takeda science foundation symposium on PharmaScience
  • Place of Presentation: 東京都港区
  • Year and Date: 2009-05-25
• [Book] Carotenoids (2010)
  • Author(s): Sakudoh T., Tsuchida K.
  • Total Pages: 544
  • Publisher: Transport of Carotenoids by a Carotenoid-Binding Protein in the Silkworm
• [Patent(Industrial Property Rights)] キサントフィル含有赤色繭及び赤色絹糸 (2009)
  • Inventor(s): 土田耕・三北村晃利
  • Industrial Property Rights Holder: 土田耕三, 西田光徳
  • Industrial Property Number: 特願2009-158341
  • Filing Date: 2009-07-03