コレステロール動態調節に関わる新規遺伝子noppera-boの機能解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25712010
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 丹羽 隆介 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (60507945)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 遺伝学 / 昆虫 / 生理学 / 発生・分化 / コレステロール / グルタチオンS-転移酵素

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、コレステロール動態の調節に関わるタンパク質Noppera-bo（以下、Nobo）の機能解明を目指した。昨年度までに、カイコガのnobo遺伝子のノックアウト個体を作出して表現型解析を実施し、noboが昆虫種を超えてコレステロール動態調節に関与することを明らかにした。本成果は本年度に論文として公表した。
併行して、Noboの内在性基質を解明するために、Noboの生化学的および構造生物学的な研究に従事した。昨年度までに、Nobo組換えタンパク質を用いたNoboの酵素活性を簡便に追尾する試験管内反応系の確立に成功した。今年度は、哺乳類女性ホルモンであるエストラジオールが、試験管内反応系においてNoboの酵素活性を強く阻害することを見出した。この成果は本年度に論文として公表した。エストラジオールはステロイドであることを踏まえて、多様なステロイド類のNoboへの阻害活性を検討した。その結果、ステロイド類の一部、特に昆虫の主要ステロイドホルモンであるエクジステロイドの生合成前駆体の一部が、Noboの酵素活性を強力に阻害することを発見した。また、これらのステロイドがNoboと物理的に直接結合すること、そして構造的にもNoboの特定のタンパク質部位と特異的な相互作用をすることを確認した。これは、ある種のステロイド類がNoboの阻害活性を持つことを示すとともに、昆虫発生時のNoboの内在性基質はステロイド類であることを示唆する重要な成果である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Transcriptional regulation of insect steroid hormone biosynthesis and its role in controlling timing of molting and metamorphosis (2016)
  • Author(s): Yuko S. Niwa, Ryusuke Niwa
  • Journal Title: Development, Growth and Differentiation Volume: 58 Pages: 94-105
  • DOI: 10.1111/dgd.12248
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The silkworm glutathione S-transferase gene noppera-bo is required for ecdysteroid biosynthesis and larval development (2015)
  • Author(s): Sora Enya, Takaaki Daimon, Fumihiko Igarashi, Hiroshi Kataoka, Miwa Uchibori, Hideki Sezutsu, Tetsuro Shinoda, Ryusuke Niwa
  • Journal Title: Insect Biochemistry and Molecular Biology Volume: 61 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.ibmb.2015.04.001
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A practical fluorogenic substrate for high-throughput screening of glutathione S-transferase inhibitors (2015)
  • Author(s): Yuuta Fujikawa, Fumika Morisaki, Asami Ogura, Kana Morohashi, Sora Enya, Ryusuke Niwa, Shinji Goto, Hirotatsu Kojima, Takayoshi Okabe, Tetsuo Nagano, Hideshi Inoue
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 51 Pages: 11459-11462
  • DOI: 10.1039/C5CC02067K
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Recent progress in understanding the role of ecdysteroids in adult insects: Germline development and circadian clock in the fruit fly Drosophila melanogaster (2015)
  • Author(s): Outa Uryu, Tomotsune Ameku, Ryusuke Niwa
  • Journal Title: Zoological Letters Volume: 1 Pages: 32
  • DOI: 10.1186/s40851-015-0031-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 母性由来ステロールはショウジョウバエ卵膜のバリア機能に必須である (2016)
  • Author(s): 平野 陽太、藤井 裕紀、塩谷 天、伊賀 正年、五十嵐 史彦、片岡 宏誌、岡嶋 孝治、丹羽 隆介
  • Organizer: 日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス、大阪府堺市
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-26
• [Presentation] Noppera-boのケミカルバイオロジー ～大規模化合物ライブラリーを活用した 昆虫ステロイドホルモン生合成研究の試み～ (2016)
  • Author(s): 丹羽隆介
  • Organizer: 第264回発生研セミナー
  • Place of Presentation: 熊本大学発生医学研究所、熊本県熊本市
  • Year and Date: 2016-02-09 – 2016-02-09
  • Invited
• [Presentation] A power of nutrient(s) transferred from mother to her offspring：Lessons from Drosophila study on the behavior of sterols (2015)
  • Author(s): 丹羽隆介
  • Organizer: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場、兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-03 – 2015-12-03
  • Invited
• [Presentation] 昆虫ステロイドホルモン生合成制御因子Noppera-boに対する阻害剤のハイスループットスクリーニング (2015)
  • Author(s): Kana Morohashi, Asami Ogura, Yota Hirano, Sora Enya, Hirotatsu Kojima, Takayoshi Okabe, Tetsuo Nagano, Hideshi Inoue Hideshi, Yuta Fujikawa, Ryusuke Niwa
  • Organizer: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場、兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-01
• [Presentation] 脱皮ホルモン生合成のケミカルバイオロジー（の試み） (2015)
  • Author(s): 丹羽隆介
  • Organizer: 平成27年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会（日本蚕糸学会第85回大会）
  • Place of Presentation: 北海道大学農学部、北海道札幌市
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-26
  • Invited
• [Presentation] 昆虫変態の研究は創農薬の夢を見るか？ (2015)
  • Author(s): 丹羽隆介
  • Organizer: 日本動物学会第86回新潟大会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ、新潟県新潟市
  • Year and Date: 2015-09-18 – 2015-09-18