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殺虫タンパクの進化原理を模倣した抵抗性害虫出現に負けないタンパク質殺虫システム

研究課題

研究課題/領域番号 18H03397
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

佐藤 令一  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30235428)

研究分担者 天竺桂 弘子  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (80434190)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
キーワードBacillus thuringiensis / Cry toxin / ABCトランスポーター / Bombyx mori / 遺伝子組換え食品 / 進化分子工学 / 殺虫性タンパク質 / Bt毒素 / ABC transporter / cry toxin / directed evolution / receptor / Cry1Aa毒素 / ABCC2 / Baculovirus/カイコガ蛹発現システム / T7ファージ / Cry8Ca
研究成果の概要

BT菌殺虫タンパクが、ドメインⅡに「様々なタンパク質に結合するキャビティ―」を持つこと、またそこには昆虫が持つ多様なABCトランスポーターが結合して低機能受容体として機能することを示し、そのような受容体の中から特に結合親和性の高い関係を持つものがABCB1やABCA2のように「感受性を決定する受容体」になるとする仮説を提示した。得られた基礎知見と確立した進化分子工学の手法を用いたなら「BT殺虫性タンパクを用いた持続可能な殺虫システム」を作り上げることができると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

BT殺虫タンパク質はオーガニック殺虫剤や遺伝子組換え食品に利用される世界で最も利用されている虫を殺すタンパク質である。本研究はその応用の幅を広げるために最も欠かすことができない基盤知識である「受容体」と「受容体結合部位」を幾つかの殺虫タンパク質に関して世界で初めて明らかにした。また、この殺虫タンパク質を害虫による抵抗性獲得に負けない持続可能な素材とすることを可能にする「ABCトランスポーターを進化の対象にした進化分子工学の手法」を確立した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] ATP-Binding Cassette Subfamily a Member 2 Is a Functional Receptor for Bacillus thuringiensis Cry2A Toxins in Bombyx mori, But Not for Cry1A, Cry1C, Cry1D, Cry1F, or Cry9A Toxins2020

    • 著者名/発表者名
      Li Xiaoyi、Miyamoto Kazuhisa、Takasu Yoko、Wada Sanae、Iizuka Tetsuya、Adegawa Satomi、Sato Ryoichi、Watanabe Kenji
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 12 号: 2 ページ: 104-104

    • DOI

      10.3390/toxins12020104

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Function and Role of ATP-Binding Cassette Transporters as Receptors for 3D-Cry Toxins.2018

    • 著者名/発表者名
      Sato R, Adegawa S, Li X, Tanaka S, Endo H.
    • 雑誌名

      Toxins(Basel )

      巻: 11 号: 2 ページ: 124-124

    • DOI

      10.3390/toxins11020124

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of Bacillus thuringiensis Cry1A toxins domains in the binding to the ABCC2 receptor from Spodoptera exigua.2018

    • 著者名/発表者名
      Martínez-Solís M, Pinos D, Endo H, Portugal L, Sato R, Ferré J, Herrero S, Hernández-Martínez P.
    • 雑誌名

      Insect Biochem Mol Biol

      巻: 101 ページ: 47-56

    • DOI

      10.1016/j.ibmb.2018.07.006

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] カイコにおける3 種のCry1 毒素の感受性決定因子の解析2021

    • 著者名/発表者名
      王永浩・阿出川さとみ・宮本和久・高須陽子・飯塚哲也・和田早苗・李校一・忙定沢・佐藤令一・渡部賢司
    • 学会等名
      日本蚕糸学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] カイコにおいてABCB1 により感受性が支配されるCry 毒素2021

    • 著者名/発表者名
      渡部賢司・阿出川さとみ・岩渕可奈・佐藤令一
    • 学会等名
      日本蚕糸学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 持続可能なオーガニック殺虫システムを目指すBt毒素の進化分子工学2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤令一
    • 学会等名
      TIA「かけはし」連携セミナー「生態系を損なわない農害虫・衛生害虫駆除手法の検討」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Receptor analysis of Cry1Ca toxin expressed on Sf9 cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Adegawa, S., Sato R.
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the Society for Invertebrate Pathology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 受容体ABCトランスポーターへの結合に寄与するCry毒素ドメインIIのループ根元領域2018

    • 著者名/発表者名
      阿出川さとみ・佐藤令一
    • 学会等名
      第13回昆虫病理研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Determination of a role of Bombyx mori ABC transporter A familymember 2 in insect host susceptibility and functional receptor to Bacillus thuringiensis Cry2A toxins.2018

    • 著者名/発表者名
      Li Xiaoyi, Kazuhisa Miyamoto, Yoko Takasu, Sanae Wada, Tetsuya Iizuka, Ritsuko Murakami, Kenji Watanabe, and Ryoichi Sato
    • 学会等名
      第13回昆虫病理研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ABC transporterへの親和性向上をめざすCry1Aa変異体選抜系の構築2018

    • 著者名/発表者名
      横手翔太・王永浩・金承元・阿出川さとみ・佐藤令一
    • 学会等名
      第13回昆虫病理研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Function and role of ATP-binding cassette transporters as a Cry toxins receptor.2018

    • 著者名/発表者名
      Haruka Endo, Haruka Endo, Shiho Tanaka, Satomi Adegawa, Xiaoyi Li, Kenji Watanabe and Ryoichi Sato
    • 学会等名
      The 51th Annual meeting of Society for Invertebrate Pathology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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