選択的害虫防除に向けた種選択能を有したニコチン性受容体標的薬剤設計の分子基盤研究

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ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)は、主要な殺虫剤の標的のひとつであり、ネオニコチノイド系殺虫剤の分子標的である。近年、ネオニコチノイドはミツバチの蜂群崩壊症候群や環境生物への悪影響が取り沙汰されるようになり、批判の矛先が向けられている。そこで、非標的昆虫種に対して毒性を示さない薬剤の開発にむけた基盤研究が重要となっている。研究計画年度1年目は、「昆虫類のCys-loop受容体の機能発現方法および薬剤評価系の確立」と「Cys-loop受容体を標的とする殺虫剤の受容体種間選択性の評価」の2テーマに取り組んだ。ニコチン性アセチルコリン受容体においてネオニコチノイドを初めとする薬剤活性の昆虫種間選択性を明らかにするために、これまでに取得済みであったキイロショウジョウバエに加え、ハナバチおよびシマカ由来のニコチン性アセチルコリン受容体遺伝子を網羅的に取得し、アフリカツメガエルの卵母細胞への機能的受容体の構築を試みた。ニコチン性アセチルコリン受容体は5つのサブユニットタンパク質により構築されることから、機能的受容体を再構築できるサブユニットの組み合わせを網羅的に重点的に調査した。その結果、キイロショウジョウバエのニコチン性アセチルコリン受容体においては、2020年に研究代表者らが報告した受容体サブユニットの組み合わせ以外にも、機能的なニコチン性アセチルコリン受容体を構築可能な組み合わせが存在することが明らかとなり、その研究成果はPLOS Genetics誌で発表した（Komori et al., 2022）。また糸状菌代謝産物の一つParaherquamide Aの線虫のニコチン性アセチルコリン受容体のサブタイプ間選択性の分子メカニズムの一端も解明した（Koizumi et al., 2023 in press）。