Search for enzymes and regulators involved in structural changes in steroid compounds that support insect molting and metamorphosis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02129
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kataoka Hiroshi 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (60202008)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永田 晋治 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40345179)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 昆虫 / コレステロール / 植物ステロール / エクジソン / 脱皮 / ペプチドホルモン

Outline of Final Research Achievements

Insect normal growth and development are regulated by precisely timed molting and metamorphosis via steroid hormone, ecdysone. In this project, the following three results were obtained.
(1) Cholesterol, a precursor for ecdysteroids, is converted from phytosterols in plant-feeder insects, through a novel pathway other than the previously proposed pathway. (2) The chemical conversion pathway from phytosterol to cholesterol in insects differ between lepidopteran and orthopteran species. (3) We identified a repartoire of bioactive peptidyl factors in the crickets.

Free Research Field

分子認識化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

昆虫の中でも植物を宿主とする、いわゆる植食性昆虫は、体内で植物に含まれている植物ステロールをコレステロールに酵素的に変換している。これまで、主にカイコやタバコスズメガで研究されていたこの変換経路は、一般的な昆虫においてメインの変換経路ではない可能性が考えられる成果を得た。
このことは、教科書などに記載されている変換経路ではない経路を改めて解析する必要があることを意味している。また、この発見は世界に先駆けて見いだされたことであり、今後さらに発展できる研究領域となった。