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

2022 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、これら２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．これまでの研究で性フェロモン生合成酵素の分子的実体は徐々に明らかにされてきたが、未解明のものも多く残されている．本研究では、Type-Iを使用するガの代表としてアワノメイガOstrinia furnacalisを、Type-IIを使用するガの代表として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た．研究の進行状況は以下の通りである．

１．アワノメイガのアセチル基転移酵素（AT）とアメリカシロヒトリの脱カルボニル酵素（CYP4G）の候補遺伝子について、そのフェロモン生合成に対する関与を検証した．
２．前年度の実験でATとCYP4GのdsRNAの蛹への微量注射ではRNAiの効果が認められなかったため、これらの酵素タンパク質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．なお、CYP4Gが働くためにはエネルギー供給系であるCYP reductase（CYPR）を共発現させる必要があるため、この遺伝子も同時にプラスミドに組み込んだ。
３．ATタンパク質を大腸菌で発現させたところ不溶体を形成してしまい、活性のある形でのタンパク質を得ることができなかった。CYP4GとCYPRについては、現在、大腸菌でのタンパク質の発現を試みている。
４．ATについては、バキュロウイルスー昆虫細胞培養系を用いた発現に方法を切り替え、組換えバキュロウイルスの作製に成功した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

アセチルトランスフェラーゼ（AT）候補については、大腸菌で異所的に発現させたところ不溶体を形成してしまったので、バキュロウイルスを用いたタンパク質発現系に切り替えた。このため研究計画に若干の遅れが生じている．

Strategy for Future Research Activity

合成dsRNAによる遺伝子発現ノックダウン（RNAi）が成功しなかった原因として、dsRNAの量が十分でなかった可能性が考えられる。このため、大量のdsRNAを大腸菌に生産させる系を構築し、これを供試昆虫に経口的に投与する方法を試みる計画である。

これと並行して、アセチルトランスフェラーゼ（AT）のバキュロウイルス-昆虫培養細胞系を利用したタンパク質発現と、大腸菌を用いた脱カルボニル酵素（CYP4G）の発現および活性確認を進める予定である。

Causes of Carryover

大腸菌によるアセチルトランスフェラーゼ候補遺伝子の発現が成功せず、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、翌年度分として請求した助成金と合わせて、タンパク質のバキュロウイルス発現系構築および酵素活性の検証など、本研究の遂行のために充てる予定である．