Design of biopesticide using target cell recognition mechanism of dietary toxic protein with multiple target species

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本研究はCryタンパク質の優れた標的細胞認識機構を用いた有害生物駆除法の確立を目指している。Cry46Abは土壌細菌Bacillus thuringiensis (Bt)が産生するβ型膜孔形成タンパク質毒素（βPFT）のひとつで、ボウフラのほか、スクミリンゴガイやチャコウラナメクジに食毒性を示すが、魚類やセンチュウには作用しないという生物種を跨ぐ選択毒性を示す。このCry46Abの標的生物認識機構を利用して、有害生物の効率的駆除および安全かつ環境負荷の小さい生物農薬の設計を行う。まず、Cry46Abの標的細胞認識に必要なペプチド領域を同定する。次に、このペプチドと他の毒素とを組み合わせて使用することで有害生物駆除の有効性を検討する。さらに、毒素に結晶化因子を付けて不溶化し、水中や多湿環境でも使用できる生物農薬の開発を試みる。2021年度は、Cry46Abのアミノ酸配列と予想される立体構造から、標的細胞認識に必要なペプチド領域を絞り込んだ。2022年度は、このペプチド領域のアミノ酸置換変異体を多数作製し、ボウフラに対する殺虫活性を指標に受容体との結合に関与するアミノ酸を特定した。つぎに、このタンパク質の生物種を跨ぐ選択毒性について、スクミリンゴガイやチャコウラナメクジを用いた生物検定により確認した。今後、標的生物認識は受容体との結合で決まるのか、それに続く膜孔形成へのステップをも含むものなのかの検討を、標的生物の消化管から調製した冊子縁膜小胞を用い、殺虫活性が変化したアミノ酸置換変異タンパク質の結合性や標的細胞認識に必要なペプチド領域のエピトープ解析を行うことで進めていく。