アセチルコリンエステラーゼ薬剤感受性低下の分子機構解明とその成果利用に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14206005
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 河野 義明 筑波大学, 農林学系, 教授 (10225386)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 淳 三重大学, 工学部, 助教授 (70242930) ; 塩月 孝博 (独)農業生物資源研究所, 発生分化研究グループ, 主任研究員 ; 冨田 隆史 国立感染症研究所, 昆虫医科学部, 室長 (20180169) ; 本田 洋 筑波大学, 農林学系, 助教授 (90126160)
• Keywords: アセチルコリンエステラーゼ / 殺虫剤感受性 / 殺虫剤抵抗性 / アミノ酸置換 / 分子機構 / cDNA

Research Abstract

有機リン剤抵抗性の主要因であるAChEの薬剤感受性低下については、キイロショウジョウバエ、イエバエなどではアセチルコリンエステラーゼ(AChE)構造蛋白の特定位置のアミノ酸置換によって起きる構造変化が薬剤感受性低下の原因であることが明らかにされている。一方、コガタアカイエカの有機リン剤抵抗性における感受性低下AChEには構造蛋白のアミノ酸置換がなく、AChEの薬剤感受性低下が他の遺伝子に起因することが示されている。アミノ酸置換を伴わないAChE薬剤感受性低下はツマグロヨコバイ、イネドロオイムシ、ハダニでも知られており、その説明には構造遺伝子翻訳後の修飾によるというものと、第2のAChE遺伝子を想定するものの二通りが考えられる。これまで、哺乳類から昆虫において、例外(マダニ、線虫)を除き1ゲノム1AChE遺伝子であると考えられてきたが、最近になって、昆虫において第二のAChE遺伝子の存在が示唆された。そこで、昨年発表されたムギミドリアブラムシ及びハマダラカの2型AChEのタンパク質配列をもとにして,コガタアイエカで2番目となるAChE2遺伝子の完全長cDNAコード配列を新たに決定した。さらに、コガタアカイエカの有機リン剤感受性及び抵抗性系統のAChE 2 cDNAを比較し、抵抗性系統AChE2には固有の2つのアミノ酸置換が存在していることを明らかにした。そのうち一方の置換部位は活性中心にあり、リガンドとの結合に大きく影響する位置であると考えられる。

Research Products

• [Publications] Toshinori Kozaki, Takashi Tomita, Kiyoko Taniai, Minoru Yamakawa, Yoshiaki Kono: "Expression of two acetylcholinesterase genes from organophosphate sensitive-and insensitive-houseflies, Musca domestica L., using a baculovirus insect cell system"Applied Entomology and Zoology. 37(1). 213-218 (2002)
• [Publications] Toshinori Kozaki, Toshio Shono, Takashi Tomita, Demar Taylor, Yoshiaki Kono: "Linkage analysis of an acetylcholinesterase gene in the house fly Musca domestica"Economic Entomology. 95(1). 129-133 (2002)
• [Publications] Xiao-yu NI, Takashi Tomita, Shini Kasai, Yoshiaki Kono: "cDNA and deduced protein sequence of acetylcholinesterase from the diamondback moth, Plutella xylostella"Applied Entomology and Zoology. 38(1). 49-56 (2003)