ガ類性フェロモン生合成酵素の同定―残された課題への挑戦ー

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05623
• Research Institution: Setsunan University
• Principal Investigator: 石川 幸男 摂南大学, 農学部, 教授 (60125987)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 毅 摂南大学, 農学部, 講師 (30730626)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 性フェロモン / 生合成酵素 / アワノメイガ / アメリカシロヒトリ

Outline of Annual Research Achievements

ガ類の性フェロモンは大きくType-I・ Type-IIに分類され，異なるタイプの性フェロモンは原材料も生合成経路も大きく異なることが知られている．本研究では，Type-I・Type-IIを使用するガの代表としてアワノメイガOstrinia furnacalisとアメリカシロヒトリHyphantria cuneaを用い，それぞれの性フェロモンの生合成に関わる酵素のうち，未だに未同定のものの解明を目指して研究を行っている．研究の進行状況は以下の通りである．
１．アワノメイガ，アメリカシロヒトリ成虫の皮膚および性フェロモン腺からtotalRNAを抽出してRNA-seqを行い，トランスクリプトームを取得した．
２．アセチル基転移酵素（AT）と脱カルボニル酵素（CYP4G）について候補となる遺伝子の配列を特定した．
３．上記の配列情報に基づきATとCYP4GのdsRNAを合成し，それぞれアワノメイガとアメリカシロヒトリの雌成虫に顕微注射し，性フェロモン成分への影響を調査したが，対照と比較して有意な差異は認められなかった．
４．ATとCYP4Gの候補については，これらを大腸菌で発現させるためのプラスミドの構築を行った．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究計画通り，まずRNAiによる候補遺伝子のノックダウンを試みたが，性フェロモン生合成活性の有意な低下は認められなかった．したがって，計画に則り，生合成酵素の候補を大腸菌で異所的に発現させることを試みている．現在，発現プラスミドの作成が完了したところである．研究方法の第一選択肢であったRNAi法がうまくいかなかったことで，研究計画に若干の遅れが生じている．

Strategy for Future Research Activity

性フェロモン腺で特異的に働くアセチル基転移酵素（AT）と脱カルボニル酵素（CYP4G）の候補については，これらを大腸菌で発現させるためのプラスミドの構築に成功した．これらの酵素については，タンパク質を発現させて活性が認められるかどうかを調査する．大腸菌での膜タンパク質発現は困難を伴うことがあるので，タンパク質の発現が確認できない場合は，酵母を使ったタンパク質発現系に切り替える．これらの努力と平行して，脂肪酸鎖延長酵素，不飽和化酵素のクローニングと発現プラスミド作成を試みる．

Causes of Carryover

RNAiによる候補遺伝子のノックダウンが成功せず、研究の進行に若干の遅れが生じている。このため、次年度使用額が生じた．次年度に繰り越した資金は，タンパク質発現用プラスミド構築のための試薬の購入に充てる予定である．