Bt毒素の殺虫スペクトルを自在に操り新素材をつくる

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1. Bt毒素受容体ABCトランスポーターC2(ABCC2)は殺虫機構で最も重要な受容体であるBt毒素の受容体は、ABCC2以外にも複数報告されている。そこで、ABCC2が毒素の改変技術に用いるのに最も適した受容体分子であるかを評価することにした。アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いた二電極膜電位固定法によりBt毒素が形成するイオンを通過させる小孔の形成効率を評価した。その結果、ABCC2発現卵母細胞は他の受容体分子を発現させた場合よりも小孔の形成効率が高いことが分かった。この結果は、ABCC2が本研究で行うBt毒素の殺虫スペクトル改変技術に使用するのに適した分子であることを意味する。2. Bt毒素の標的昆虫への活性の有無は、ABCC2に対する結合親和性だけでは決まらない。昨年度確立したSPRによる毒素の受容体に対する結合親和性の評価系を用いて、進化分子工学による改変型Bt毒素の選抜系が“Bt毒素のABCC2への結合親和性を向上できれば殺虫活性が向上した変異型毒素を獲得できる”の考えによって確立できるかを検討した。カイコガに対して殺虫活性が異なる複数の野生型Bt毒素を用意し、ABCC2の結合性状をSPR解析により評価した。その結果、Bt毒素への結合親和性の有無はとカイコガに対する活性に有無と相関関係があるようにみえた。一方で、Bt毒素の活性の高さは、SPR解析で評価できる結合親和性の違いだけでは、説明できない例もあることが分かった。これらの結果は、進化分子工学による変異型毒素の選抜において、結合親和性でのスクリーニングが有効であることを示す。それと同時に、真に活性の高い毒素を選抜するには、Bt毒素の作用機構のさらに別の過程(細胞膜への毒素の挿入)を評価するための第二の選抜系を考案し、それらを組み合わせて使用することでより高い効果が得られる可能性を示唆する。