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新規な殺蚊Cry46Abトキシンの作用機構とトキシン間シナジー効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05675
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39050:昆虫科学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

早川 徹  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (30313555)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードBacillus thuringiensis / Mosquitocidal Cry toxin / Cry46Ab / Mosquito larvae / Channel-pores / Cry4Aa / Cry4Ba / Cry11Aa / Cry11Ba / Channel解析 / Cry46Ab toxin / single-channel解析 / Mosquitocidal toxin / Synergy
研究成果の概要

Cry46Abは既知の3ドメイン型Cryトキシンと同様にカチオン選択的な小孔を形成することが判明した。また膜貫入領域を標的とする変異導入解析の結果から、トキシン小孔のカチオン選択性と殺虫活性の強さの間に相関関係がみられた。一方、優先的に透過させるカチオンの順位はトキシン毎に異なることが判明した。カチオンの細胞内流入は浸透圧ショックのほかアポトーシスなどを誘導する可能性があり、この違いが「殺虫活性の助長」や「抵抗性昆虫の出現抑制」を引き出す要因になっている可能性がある。この疑問の答えを得るにはトキシンの膜貫入領域を標的とする変異導入解析を進める必要がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では殺蚊Cryトキシンが標的細胞膜上に形成する小孔の性状を解析した。その結果、殺虫トキシンがカチオンを選択的に透過させるチャネルポアであることを明らかにした。トキシンが形成するチャネルポアはカチオン間でも明確な選択性を示し、それが殺虫活性と相関することも判明した。本研究の成果は新しい微生物殺虫剤の開発に寄与すると考えるが、同時に最も原始的であるトキシンのチャネルポアがどのようにして透過させるイオンを選別できるのか?という新たな学術的疑問を生んでいる。細胞には恒常性を保つ様々なタイプのチャネルが存在する。トキシン小孔の研究はこれらチャネルの分子基盤の解明にも寄与することが期待される。

報告書

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

    (10件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Channel-pore cation selectivity is a major determinant of Bacillus thuringiensis Cry46Ab mosquitocidal activity2020

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Tohru、Miyazaki Midoka、Harada Syoya、Asakura Mami、Ide Toru
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 104 号: 20 ページ: 8789-8799

    • DOI

      10.1007/s00253-020-10893-5

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Lipid Bilayer Formed on a Hydrogel Bead for Single Ion Channel Recordings2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano Minako、Yamamoto Daiki、Asakura Mami、Hayakawa Tohru、Mise Shintaro、Matsumoto Akinobu、Ide Toru
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 11 号: 12 ページ: 1070-1070

    • DOI

      10.3390/mi11121070

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of the channel-pores formed by Bacillus thuringiensis Cry46Ab toxin in planar lipid bilayers.2019

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara A, Takebe S, Ide T, Hayakawa T.
    • 雑誌名

      Applied Entomology and Zoology

      巻: 54 号: 4 ページ: 389-398

    • DOI

      10.1007/s13355-019-00635-z

    • NAID

      120006877709

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glucose, some amino acids and a plant secondary metabolite, chlorogenic acid induce the secretion of a regulatory hormone, tachykinin-related peptide, from the silkworm midgut.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi T., Endo H., Fukumura K., Nagata S., Hayakawa T., Adegawa S., Kasubuchi M., Sato R.
    • 雑誌名

      Peptides

      巻: 106 ページ: 21-27

    • DOI

      10.1016/j.peptides.2018.06.004

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 殺蚊トキシンCry46Abの小孔形成と殺虫活性2019

    • 著者名/発表者名
      早川徹、宮﨑美登香、榊原暁、原田翔也、朝倉真実、井出徹
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会、博多
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 殺蚊トキシンCry4Aaが形成するチャネルポアの性状2019

    • 著者名/発表者名
      白石優里、小薗寛人、宮﨑美登香、新谷彩子、井出徹、早川徹
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会、博多
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非常に強い殺蚊活性を示すCry11Baトキシンの作用機構2019

    • 著者名/発表者名
      新谷彩子、白石優里、汐崎友哉、井出徹、早川徹
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会、博多
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規な殺蚊Cry46Abトキシンの殺虫活性メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      早川徹,榊原暁,武部聡,井出徹
    • 学会等名
      第63回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規な殺蚊トキシンCry46Abの小孔形成2018

    • 著者名/発表者名
      榊原暁・植田翔・武部聡・井出徹・早川徹
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] カイコの科学(日本蚕糸学会編)分担4.4病原細菌が放つ殺虫性タンパク質2020

    • 著者名/発表者名
      早川徹
    • 総ページ数
      210
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254420432
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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