ゴール形成昆虫が植物ホルモンを生産する意義の究明

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ハバチにおけるIAA生合成の鍵となるトリプトファン(Trp)からインドールアセトアルデヒド(IAAld)への変換を触媒する芳香族アルデヒド合成酵素 (AAS) PonAAS2は，昆虫でこれまでに解析されたAASの中でTrpを基質とする唯一の酵素である。バラハタマバチのAASであるDjAAS2とPonAAS2間で基質認識アミノ酸は保存されているにもかかわらず，DjAAS2はTrpを基質とせず，主要な基質はDopaである。セグメントシャフリングやアミノ酸置換実験により，PonAAS2のDopa変換能を残したままTrp変換能を消失させることに成功し，基質特異性の違いに関与する構造を絞り込むことが出来た。また，1 uM程度のIC50を示す新たなPonAAS2の阻害剤を見出した。一方，線虫を用いてPonAAS2が個体レベルで高いIAA生産能を与える遺伝子として利用出来ることを示したが，非ゴール形成昆虫であるエンドウヒゲナガアブラムシ(Api)では未だ外来遺伝子の発現法の開発に成功していない。ApiのAASは大腸菌発現による活性が認められず，IAA生合成への関与が不明だが，ゲノム編集により胚発生途上の卵における遺伝子破壊が確認されており，破壊系統の確立を行っている。サイトカイニン(CK)の生合成候補遺伝子であるtRNA-IPTのゲノム編集も試みているが，現時点で遺伝子破壊は確認出来ていない。一方，側鎖が水酸化されたCKとゴール形成との関連性が示されているが，tZ型CKをもつApiにおいてシトクロムP450(CYP)系の阻害剤に暴露させることにより，tZ型CKが減少する一方で水酸化を受けないCKが増加する傾向が見られ，水酸化酵素としてCYPの関与の可能性が示された。また，共生微生物のブフネラを除去してもCK量に変化がなく，研究対象をApiゲノムにコードされたCYPに絞り込んだ。