カイコは何故クワしか食べない‐イオンチャネル型味受容体による宿主認識機構の解明‐

为什么蚕只吃桑葚？ - 离子型味觉受体的宿主识别机制的阐明 -

基本信息

批准号：
19J13795
负责人：
粕渕真由
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13795/
关键词：
味受容体宿主植物認識

项目摘要

昆虫における味受容体を介した宿主植物認識機構の解明に向けて、種々の植物中に含まれると考えられる摂食忌避物質や摂食促進物質を用いたリガンドスクリーニングを実施し、機能未知の味受容体候補分子に対するリガンドを同定した。特に摂食忌避物質受容体とそのリガンドである摂食忌避物質については、昆虫の匂い受容体と同様に多対多の関係性が示唆され、これは自然界に存在する多種類の忌避物質に対して狭食性の昆虫がどのように対応しているかを考える上で重要な知見となった。さらに本研究はこれまで暫定的に摂食忌避物質受容体クレードであるとされてきた受容体群に属する味受容体が、実際に摂食忌避物質に応答することを示した初めての報告である。また、リガンドスクリーニングにより、鱗翅目昆虫における重要な摂食促進物質であるとされるスクロースに応答する味受容体が新たに同定された。カイコガ幼虫の宿主植物であるクワ葉に含まれるmMレベルのスクロース認識に関与し得る受容体を同定したことは、昆虫生理学の基盤となる知見を提供するばかりでなく、農業分野においては受容体をターゲットとした阻害剤や作動剤の開発を通じて鱗翅目昆虫の防除への応用にも貢献できる成果であると期待される。さらにこの糖受容体に関して抗血清を利用した味受容体発現パターン検討を行った結果、中腸と呼ばれるカイコガ幼虫の消化管に受容体が発現していることが示された。体外環境としての味認識と生体恒常性維持のための体内環境認識の両方の場で働き得る糖受容体の存在を提示したことも特筆すべき成果であるといえる。

为了通过昆虫的味道受体来阐明宿主植物识别机制，使用喂食剂和被认为存在于各种植物中存在的喂食启动子进行配体筛查，并确定了具有未知功能的候选味觉受体分子的配体。尤其是，喂食驱虫剂及其配体驱虫剂表明，与昆虫气味受体相似，这在考虑狭窄的昆虫对自然界中存在的许多类型的驱虫剂的反应方面非常重要。此外，这项研究是第一份报告表明，属于受体群体的味觉受体，这些受体被暂时认为是喂食驱虫受体进化枝，实际上对喂食剂的反应。配体筛选还新鉴定出对蔗糖反应的味觉受体，这是鳞翅目昆虫中重要的喂养启动子。可以鉴定可以参与MM叶片中MM水平的蔗糖水平的鉴定，这是蚕Moth幼虫的宿主植物，不仅可以为昆虫生理学的基本发现提供，而且还可以通过开发受体抑制剂和Agonsists和Agonists的发展来实现鳞翅目昆虫控制在农业领域中的应用。此外，使用抗血清研究了该糖受体的味觉受体表达模式，并显示受体在称为Midgut的蚕幼虫的胃肠道中表达。这也是一个值得注意的成就，它呈现出糖受体的存在，可以在味觉识别中作为体外环境和维持生物静态稳态的体外环境识别。