カイコの発生・変態における二本鎖RNA分解酵素の機能に関する研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04454066
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 古沢 壽治 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (70127166)
• 研究分担者: 森 肇 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助手 (80201812)
• キーワード: カイコの変態 / 消化管 / DNA断片化 / アポトーシス / 二本鎖RNA分解酵素 / クロマチン小滴 / DNase / エンドヌクレアーゼ

研究概要

カイコの消化液から二本鎖RNA分解酵素の精製を行ったところ、二本鎖RNAの他、DNAおよび一本鎖RNAを分解するエンドヌクレアーゼ(分子量、23x10^3)が存在し、至適pHがアルカリ側であることが判明した。本酵素はMg^<2+>/Ca^<2+>で活性化され、Zn^<2+>で阻害されることも分かった。また、中腸皮膜からも二本鎖RNA分解酵素の精製を進めたところ、分子量25x10^3のエンドヌクレアーゼが存在したことから、消化液エンドヌクレアーゼは中腸皮膜から分泌されると推察した。
一方、二本鎖RNA分解酵素の活性はカイコの成長・発育に伴い中腸組織でドラスティックに変動し、特に幼虫から蛹への変態期には幼虫期の中腸組織の崩壊と蛹中腸組織の新生と密接に関連していた。すなわち、二本鎖RNA分解酵素の活性が高まるに伴い幼虫中腸DNAの断片化が生じ、それと同時に蛹中腸皮膜のDNAが合成されていた。そしてDNAの断片化は蛹消化管内腔で起こっていることを明らかにした。さらに、5齢幼虫の中腸クロマチンと消化液エンドヌクレアーゼをin vitroで反応させたところ、DNAは断片化された。すなわち、エンドヌクレアーゼは変態期中腸組織のアポトーシス現象に関与していることが判明した。本酵素の他に中腸皮膜のクロマチン分画にもDNA断片化を引き起こすヌクレアーゼ活性が検出され、この酵素のイオン要求性は、消化液エンドヌクレアーゼのそれとは異なっていた。

研究成果

• [文献書誌] Toshiharu FURUSAWA: "Temperature-induced metabolic shifts in diapause and non-diapause eggs of the silkworm,Bombyx mori" Zool.Jb.Physiol.96. 169-180 (1992)
• [文献書誌] Toshiharu FURUSAWA: "Double-stranded ribonuclease activity in the digestive juice and midgut of the silkworm,Bombyx mori" Comparative Biochemistry and Physiology. 104. 795-801 (1993)
• [文献書誌] Toshiharu FURUSAWA: "Stage-dependent limited degradation of vitellin and its localization.in the Japanese oak silkworm,Antheraea yamamai,during embryonic development" Comparative Biochemistry and Physiology. 104. 787-794 (1993)
• [文献書誌] Toshiharu FURUSAWA: "Effect of an imidazole compoumd,KK-42 on changes in trehalose content and trehalase activity in the silk-glands of the silkworm.Bombyx mori." Applied Entomology and Zoology. 28. 169-176 (1993)
• [文献書誌] Hajime MORI: "Foreign gene expression by a baculovirus with an expanded host range" Journal of General Virology. 73. 1877-1880 (1992)
• [文献書誌] Hajime MORI: "Expression of Bombyx mori CPV polyhedrin in insect cells,by using a baculovirus expression vector and its assembry into polyhedra" Journal of General Virology. 74. 99-102 (1993)