モリアオガエル泡巣（卵塊）の精密解析：泡立ち機能成分の同定・最適化

• 研究課題/領域番号: 18K05346
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分37020:生物分子化学関連
• 研究機関: 和歌山県立医科大学
• 研究代表者: 茂里 康 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (90357187)
• 研究分担者: 上垣 浩一 近畿大学, 農学部, 教授 (00356544) ; 絹見 朋也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90293125) ; 稲垣 英利 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (90344126)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: モリアオガエル / 泡巣 / タンパク質 / ジスルフィド結合 / 酸化 / 還元 / モリアオアガエル / 次世代シーケンサー / 質量分析法 / プロテオーム解析 / エドマン分解 / ミトコンドリア / 輸卵管 / 質量分析 / トランスクリプトーム解析 / LC-MS/MS / RNA / トランスクリプトーム / プロテオーム / 泡立ち

研究成果の概要

本研究課題では、モリアオガエルが産卵時に形成する泡巣の特異的な性質・謎に注目した。そこで質量分析法・次世代シーケンサー等の解析手法を駆使したところ、泡巣中に少なくとも22種類の新規タンパク質が存在し、それらのアミノ酸・遺伝子配列の解読に成功した。相同性検索の結果、22種類のタンパク質は、「受精・抗ストレス・抗炎症関連」、「抗菌・抗ウイルス関連」、「保湿・潤滑・細胞保護・構造体維持関連」に類似・分類できる事が判明した。また還元剤を用いた実験から、泡巣の形成にはジスルフィド結合が重要な働きを担っている事を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

モリアオガエルは日本固有の両生類であり、岩手県八幡平市「大揚沼モリアオガエル及び繁殖地」に代表されるように、地域によっては国指定の天然記念物である。本研究課題で同定した22種類のタンパク質等から、保湿効果や美白作用効果を持つ生体材料が見つかれば、日本社会に対するインパクトは大きい。また化粧品以外でも、石油系ゼロの界面活性剤などサステナブルな素材が求められている。例えば、自然に優しいバイオサーファクタントは、工業用の洗浄剤、農業用の抗菌剤、バイオレメディエーション等への使用が期待できる。またペプチド・タンパク質系のバイオサーファクタントは遺伝子工学技術を用いれば、大量生産も夢では無い。

研究成果

• [国際共同研究] ストラスブール大学(フランス)
• [雑誌論文] ケラチンおよびコラーゲンの簡易サンプリング法～身近な試料を用いたSDS-PAGE～ (2021)
  • 著者名/発表者名: 森田強、茂里康、多中良栄
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 99 号: 2 ページ: 90-91
  • DOI: 10.34565/seibutsukogaku.99.2_90
  • NAID: 130007990762
  • ISSN: 0919-3758, 2435-8630
  • 年月日: 2021-02-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of novel proteins in foam nests of the Japanese forest green tree frog, Rhacophorus arboreus. (2021)
  • 著者名/発表者名: Shigeri, Y., Nakata, M., Kubota, H., Tomari, N., Yamamoto, Y., Uegaki, K., Haramoto, Y., Bumb, C., Tanaka, Y., Kinumi, T., and Inagaki, H.
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 38 号: 1 ページ: 8-19
  • DOI: 10.2108/zs200113
  • NAID: 210000177937
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Complete mitochondrial genome sequence of Japanese forest green tree frog (Rhacophorus arboreus) (2020)
  • 著者名/発表者名: Inagaki, H., Haramoto, Y., Kubota, H., and Shigeri, Y.
  • 雑誌名: Mitochondrial DNA Part B 巻: 5 号: 3 ページ: 3365-3366
  • DOI: 10.1080/23802359.2020.1820396
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mass spectrometry analysis and biological characterization of the venom and venom sac components of the predatory ant Odontomachus monticola. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tani, N., Kazuma, K., Ohtsuka, Y., Shigeri, Y., Masuko, K., Konno, K., Inagaki, H.
  • 雑誌名: Toxins 巻: 10 号: 1 ページ: 50-50
  • DOI: 10.3390/toxins11010050
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Autoactivation of C-terminally truncated Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase (CaMK)I delta via CaMK kinase-independent autophospholation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akizuki, K., Kinumi, T., Ono, A., Senga, Y., Osawa, J., Shigeri, Y., Ishida, A., Kameshita, I., and Sueyoshi, N.
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys 巻: 668 ページ: 29-38
  • DOI: 10.1016/j.abb.2019.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lipid Nanodisc Formation using Pxt-5 Peptide Isolated from Amphibian (<i>Xenopus tropicalis</i>) Skin, and its Altered Form, Modify-Pxt-5 (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, Y., Taira, T., Sakai, K., Sakai, H., Shigeri, Y., Imura, T.
  • 雑誌名: Journal of Oleo Science 巻: 67 号: 8 ページ: 1035-1041
  • DOI: 10.5650/jos.ess18051
  • NAID: 130007429988
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] アリ毒液成分の総合的理解を目指した毒液成分の網羅的解析。毒生物が産生する『トキシン』の織りなす多元的世界 (2019)
  • 著者名/発表者名: 谷直紀、数馬恒平、大塚幸雄、茂里康、増子恵一、紺野勝弘、稲垣英利
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Hierarchical phosphorylationを介したプロテインホスファターゼ1H (PPM1H)の活性制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大澤仁、仲谷美里、植田早紀、樫村明理、乾優依子、秋月一駿、茂里康、石田敦彦、亀下勇、末吉紀行
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] Mg2+/Mn2+依存性プロテインホスファターゼ1H (PPM1H)のリン酸化による機能制御。 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大澤仁、仲谷美里、植田早紀、樫村明理、乾優依子、秋月一駿、茂里康、石田敦彦、亀下勇、末吉紀行
  • 学会等名: 第60回日本生化学会中国・四国支部例会
• [学会発表] C末欠損型Ca2+/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼ (CaMK) IδのCaMK キナーゼ非依存的な自己活性化メカニズム。 (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋月一駿、絹見朋也、小野彩夏、千賀由佳子、大澤仁、茂里康、石田敦彦、亀下勇、末吉紀行
  • 学会等名: 第60回日本生化学会中国・四国支部例会
• [学会発表] アギトアリ毒液成分のペプチドーム及びプロテオーム解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 谷直紀、数馬恒平、大塚幸雄、茂里康、増子恵一、紺野勝弘、稲垣英利
  • 学会等名: 第三回京都生体質量分析研究会シンポジウム
• [備考] モリアオガエルの泡巣、新物質の宝庫…タンパク質２２種発見（読売新聞2021年2月3日夕刊）
  • URL: https://www.yomiuri.co.jp/science/20210203-OYT1T50147/
• [産業財産権] 井村知弘、茂里康、遠藤明、平敏彰。界面活性ペプチドから短時間で形成する巨大ナノディスク。 (2018)
  • 発明者名: 井村知弘、茂里康、遠藤明、平敏彰
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018
  • 取得年月日: 2019
• [産業財産権] 両生類ネッタイツメガエル皮膚由来機能性ペプチド (2018)
  • 発明者名: 茂里康、萩原義久、渡部邦彦、井村知弘、原本悦和、伊藤弓弦、浅島誠
  • 権利者名: 茂里康、萩原義久、渡部邦彦、井村知弘、原本悦和、伊藤弓弦、浅島誠
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018
  • 取得年月日: 2018