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2011 年度 実績報告書

カイコの繭を彩るカロテノイドの搬送システムの分子機構解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 21380045
研究機関国立感染症研究所

研究代表者

土田 耕三  国立感染症研究所, 放射能管理室, 室長 (40231435)

研究分担者 山本 公子  農業生物資源研究所, 昆虫ゲノム, ユニット長 (40370689)
瀬筒 秀樹  農業生物資源研究所, 遺伝子組み換えカイコ研究センター, 研究員 (70342805)
キーワードカイコ / 選択的取り込み / カロテノイド / トランスジェニックカイコ / ルテイン / β-カロテン / リポホリン / SR-BI
研究概要

F遺伝子についてポジショナルクローニングを行い、第6番染色体の499kbの範囲まで絞り込み、その範囲には26個の遺伝子が予測された。その中にCameo2のパラログであるScavenger receptor class B member 15(SCRB15)が存在した。SCRB15は、+^F系統の遺伝子において、Fと同じmRNAは作られなくなっていた。このことから、SCRB15は、F遺伝子の有力な候補遺伝子と考えられた。そこで、F遺伝子が、SCRB15をコードしていることを機能的に実証することを目的とし、中部絹糸腺にSCRB15をトランスジェニックの手法で強制発現させ、中部絹糸腺へのカロテノイドの取り込み量の変化を観察した。Cameo2配列を持つトランスジェニック系統とSCRB15配列を持つトランスジェニック系統をそれぞれ作出し絹糸腺を観察したところ、カロテノイドを取り込まない元系統に比べて、Cameo2を強制発現させた個体、SCRB15を強制発現させた個体では、カロテノイドの取り込みにより絹糸腺が着色しているのが観察された。このカイコの中部絹糸腺からカロテノイドを抽出し、逆相カラムを用いたHPLCで分析したところ、SCRB15を強制発現させた場合はF遺伝子を持つ場合と同様にβカロテンが中部絹糸腺に選択的に取り込まれていることが分かった。
本研究によって、基礎学術上では、カロテノイドの細胞内取り込みに選択性があらわれる機構が、リポタンパク質のレセプターであるCameo2とSCRB15によって規定される機構を解明した。カロテノイドの生体内搬送システムの研究は、他にほとんどなく、本研究は、カロテノイド搬送研究の基盤を構築し研究を先導し、加齢黄斑変性症で注目されている黄斑へのカロテノイド集積する機構は本研究を参考にして行われた。医学上からも、本研究は注目を集めカロテノイドの搬送研究の先導役を務めている。蚕糸業上からも、本研究はカイコが吐く絹の色を自在に変える技術の開発にも繋がり、化学染色による環境汚染の無い環境保全型の繊維産業を生み出す可能性を持った研究となった。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Identification of the Bombyx red egg gene reveals the involvement of a novel transporter family gene in the late steps of the insect ommochrome biosynthesis pathway2012

    • 著者名/発表者名
      Osanai-Futahashi M, Tatematsu KI, Yamamoto K, Narukawa J, Uchino K, Kayukawa T, Shinoda T, Banno Y, Tamura T, Sezutsu H
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 287 ページ: 17706-17714

    • DOI

      doi:10.1074/jbc.P111.321331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective RNA interference in cultured silkworm cells mediated by overexpression of Caenorhabditis elegans SID-12012

    • 著者名/発表者名
      Mon H, Kobayashi I, Ohkubo S, Tomita S, Lee JM, Sezutsu H, Tamura T, Kusakabe T
    • 雑誌名

      RNA Biol

      巻: 9 ページ: 1-8

    • DOI

      doi:10.4161/rna.9.1.18084

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SID-1 protein of Caenorhabditis elegans mediates uptake of dsRNA into Bombyx cells2012

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi I, Tsukioka H, Komoto N, Uchino K, Sezutsu H, Tamura T, Kusakabe T, Tomita S
    • 雑誌名

      Insect Biochemistry and Molecular Biology

      巻: 42 ページ: 148-154

    • DOI

      doi:10.1016/j.ibmb.2011.11.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity in copy number and structure of a silkworm morphogenetic gene as result of domestication2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuchida K.(著者12, 12番)
    • 雑誌名

      Genetics

      巻: 187 ページ: 965-976

    • 査読あり
  • [学会発表] カイコLipid transfer particleの分子性質、アポタンパク質mRNA発現の発育変動2012

    • 著者名/発表者名
      横山洋, 湯浅正志, 藤本浩文, 作道隆, 本田尚子, 普後一, 土田耕三
    • 学会等名
      日本蚕糸学会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] カイコ黄繭遺伝子Cameo2の転写を制御するCameo2上流域の探索2012

    • 著者名/発表者名
      湯浅正志, 作道隆, 藤本浩文, 本田尚子, 普後一, 土田耕三
    • 学会等名
      日本蚕糸学会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] クラスBスカベンジャー受容体相同遺伝子の強制発現による繭の着色2012

    • 著者名/発表者名
      作道隆, 飯塚哲也, 内野恵郎, 瀬筒秀樹, 桑崎誠剛, 山本公子, 伴野豊, 本田尚子, 藤本浩文, 土田耕三
    • 学会等名
      日本蚕糸学会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] Cameo2とCBP発現S2細胞によるルテインの取り込み2012

    • 著者名/発表者名
      永山春菜, 作道隆, 湯浅正志, 横山洋, 本田尚子, 藤本浩文, 岩野秀俊, 土田耕三
    • 学会等名
      日本蚕糸学会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] Development of transgenic silkworm bombyx mori for functional genomics2011

    • 著者名/発表者名
      Sezutsu H, Uchino K, Tsubota T, Osanai-Futahashi M, Suzuki T, Tatematsu KI, Tamura T
    • 学会等名
      Sixth International Symposium on Molecular Insect Science
    • 発表場所
      Amsterdam, The Netherland
    • 年月日
      20111002-20111005
  • [学会発表] Development of transgenic silkworms for functional genomics in Bombyx mori as a lepidopteran model insect 5th Annual Arthropod Genomics Symposium2011

    • 著者名/発表者名
      Sezutsu H, Tsubota T, Uchino K, Kobayashi I, Osanai-Futahashi M, Suzuki T, Tatematsu KI, Iizuka T, Yonemura N, Tamura T
    • 学会等名
      5th Annual Arthropod Genomics Symposium
    • 発表場所
      Kansas, USA
    • 年月日
      20110709-20110712
  • [学会発表] カイコLipid Transfer Particleは成虫期に高い発現を示す2011

    • 著者名/発表者名
      横山洋, 湯浅正志, 藤本浩文, 作道隆, 本田尚子, 普後一, 土田耕三
    • 学会等名
      蚕糸昆虫利用学術講演会
    • 発表場所
      盛岡市
    • 年月日
      2011-11-15
  • [学会発表] カイコ黄繭遺伝子の組織特異的発現を制御するシス領域の解析2011

    • 著者名/発表者名
      湯浅正志, 作道隆, 藤本浩文, 本田尚子, 普後一, 土田耕三
    • 学会等名
      蚕糸昆虫利用学術講演会
    • 発表場所
      盛岡市
    • 年月日
      2011-11-15
  • [学会発表] SR-BIファミリータンパク質が血液リポタンパク質から細胞へ移行するカロテノイドを識別する2011

    • 著者名/発表者名
      作道隆, 飯塚哲也, 本田尚子, 藤本浩文, 山本公子, 土田耕三
    • 学会等名
      日本カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] Molecular machinery for the tissue specific uptake of specific carotenoid in the silkworm2011

    • 著者名/発表者名
      Sakudoh T., Iizuka T., Honda N., Fujimoto H., Yamamoto K., Tsuchida K.
    • 学会等名
      Molecular Carotenoids and AMD
    • 発表場所
      Cambridge, England
    • 年月日
      2011-07-15

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公開日: 2013-06-26  

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