2013 Fiscal Year Research-status Report
カイコ緑繭の分子基盤ならびに生理・生化学的特性の解明と利用
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25450490
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute of Agrobiological Sciences |
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Principal Investigator |
平山 力 独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫機能研究開発ユニット, 主任研究員 (90370676)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 公子 独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫ゲノム研究ユニット, ユニット長 (40370689)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | カイコ / 繭色素 / フラボノイド / 代謝異常 |
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| Research Abstract |
カイコの保存系統の中には繭にフラボノイドを含むものがあり、色調の違いにより笹繭（淡黄色）と緑繭（濃黄緑色）の２種類に分類されている。繭のフラボノイドはもともとカイコの飼料であるクワに由来するが、クワのフラボノイドがどのように代謝、輸送されて笹繭や緑繭の繭色素となるのか、本研究ではその分子基盤と生理生化学的特性の解明を目的とする。本年度は緑繭色素であるprolinylflavonol類の生成のメカニズムを明らかにするため、緑繭品種である大造とその第6染色体が白繭品種日01号のものと置き換わることによって笹繭となった系統（大CSL6）を用いて、生化学的、遺伝学的解析を行った。大造絹糸腺ではpyrolline-5-calboxylicacid（P5C）をプロリンに変換する酵素pyrolline-5-calboxylate reductase (P5CR)の活性が顕著に減少していることを見いだした。第6染色体にはヒトP5CR遺伝子であるPYCR1と相同の配列があり、緑繭の原因遺伝子であると予想されたので、その配列を調べた。正常型である大CSL6の遺伝子と比較し、大造の遺伝子には第1イントロンに約2kbの挿入が見られ、その結果としてこの遺伝子の発現が抑制されることを見いだした。さらには、（大造×大CSL6）♂に大CSL6♀を戻し交雑し、このP5CR様遺伝子の多型と繭色形質の連鎖を調べた結果、本遺伝子の変異によって緑繭が生じていることが強く推測された。繭の原因物質であるprolinylflavonol 類のin vitro 生成法を検討し、比較的高濃度のP5C とケルセチンを中性条件下で反応させた。この２つの基質が反応液中に含まれていれば、酵素等を含んでいなくてprolinylflavonol 類と思われる反応生成物が生じることが、LC/MS の解析から推測された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、緑繭の原因遺伝子が絹糸腺におけるP5CR様遺伝子の発現異常であること支持するデータが得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
緑繭原因遺伝子が第６染色体に座乗するP5CR様遺伝子であることを証明するために、TALENにより本遺伝子のノックアウトを行う。大造以外の緑繭系統においても、P5CR 遺伝子の配列を解析し、変異の有無を明らかにする。また、フラボノイド吸収に関与しているカイコ中腸のフラボノイド配糖体分解酵素の分離と解析を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究打ち合わせのための出張の回数が予定よりも少なかった。
若干の次年度使用額が生じたが、今年度は消耗品や試薬購入を中心として、計画通り助成金を使用する予定である。
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