環境に優しい害虫防除法の開発に向けた殺虫性蛋白質ALMB-Toxinに関する研究

クロコウスバカゲロウ幼虫の唾液には、数種の殺虫性蛋白質が含まれている。本研究では、これらの殺虫性蛋白質をコードする遺伝子をクローニングし、組換え蛋白質を大腸菌で発現させ、その選択毒性を評価しようとした。クロコウスバカゲロウ幼虫の唾液に含まれている殺虫性蛋白質は、幼虫自身がつくるものと考えて研究を進めたが、目的とする遺伝子をクローニングすることはできなかった。そこで、それらの殺虫性蛋白質はクロコウスバカゲロウ幼虫がつくるのではなく、共生微生物がつくるのではないかと推定し、本幼虫の唾液から単離した共生細菌類を特定の条件下で培養した。その結果、共生細菌は予想通り殺虫性蛋白質を産生することが明らかとなった。共生細菌の培養液から単離した一殺虫性成分の部分アミノ酸配列を解明したところ、本成分はシャペロニンとして知られるGroELのホモログであることが示唆された。さらに、共生細菌からクローニングしたgroEL遺伝子を大腸菌で発現させたところ、組換え蛋白質は共生細菌の培養液から単離した蛋白質と同程度の殺虫活性を示したことから、共生細菌が産生する殺虫性成分の一つはGroELホモログであると考えた。本組換え蛋白質は、各種の昆虫類に対して幅広く殺虫活性を示したが、マウスに対しては顕著な毒性を示さなかった。一方大腸菌のGroELは、マウスのみならず昆虫に対しても毒性を示さなかった。クロコウスバカゲロウ幼虫の共生細菌が産生するGroELホモログと大腸菌のGroELのアミノ酸配列は、C末端の数残基を除くと11残基異なっていた。そこで、共生細菌のGroELホモログのアミノ酸残基を大腸菌型に、一方大腸菌のGroELのアミノ酸残基を共生細菌のGroELに見られるアミノ酸残基に変化させ、殺虫活性の変化を調べた。その結果、共生細菌のGroELホモログの昆虫毒性に深く関与する4つのアミノ酸残基を決定することができた。

クロコウスバカゲロウ幼虫の唾液には、数種の殺虫性蛋白質が含まれている。本研究では、これらの殺虫性蛋白質をコードする遺伝子をクローニングし、組換え蛋白質を大腸菌で発現させ、その選択毒性を評価しようとした。クロコウスバカゲロウ幼虫の唾液に含まれている殺虫性蛋白質は、幼虫自身がつくるものと考えて研究を進めたが、目的とする遺伝子をクローニングすることはできなかった。そこで、それらの殺虫性蛋白質はクロコウスバカゲロウ幼虫がつくるのではなく、共生微生物がつくるのではないかと推定し、本幼虫の唾液から単離した共生細菌類を特定の条件下で培養した。その結果、共生細菌は予想通り殺虫性蛋白質を産生することが明らかとなった。共生細菌の培養液から単離した一殺虫性成分の部分アミノ酸配列を解明したところ、本成分はシャペロニンとして知られるGroELのホモログであることが示唆された。さらに、共生細菌からクローニングしたgroEL遺伝子を大腸菌で発現させたところ、組換え蛋白質は共生細菌の培養液から単離した蛋白質と同程度の殺虫活性を示したことから、共生細菌が産生する殺虫性成分の一つはGroELホモログであると考えた。本組換え蛋白質は、各種の昆虫類に対して幅広く殺虫活性を示したが、マウスに対しては顕著な毒性を示さなかった。一方大腸菌のGroELは、マウスのみならず昆虫に対しても毒性を示さなかった。クロコウスバカゲロウ幼虫の共生細菌が産生するGroELホモログと大腸菌のGroELのアミノ酸配列は、C末端の数残基を除くと11残基異なっていた。そこで、共生細菌のGroELホモログのアミノ酸残基を大腸菌型に、一方大腸菌のGroELのアミノ酸残基を共生細菌のGroELに見られるアミノ酸残基に変化させ、殺虫活性の変化を調べた。その結果、共生細菌のGroELホモログの昆虫毒性に深く関与する4つのアミノ酸残基を決定することができた。