Bt毒素の殺虫スペクトルを自在に操り新素材をつくる

自由控制Bt毒素杀虫谱创造新材料

基本信息

批准号：
13J08207
负责人：
田中詩穂
金额：
$ 1.28万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013 至 2014
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

1。BT毒素受体ABC转运蛋白C2（ABCC2）是杀虫机制中最重要的受体，除ABCC2外，还报道了BT毒素的其他几种受体。因此，我们决定评估ABCC2是否是用于毒素修饰技术的最合适的受体分子。通过使用异爪蟾卵母细胞表达系统的两电极膜电位固定评估了通过BT毒素形成的孔形成的孔的效率。结果，发现与表达其他受体分子相比，表达ABCC2的卵母细胞在形成毛孔方面具有更高的效率。该结果意味着ABCC2是用于在本研究中对BT毒素进行杀虫谱修饰技术中使用的合适分子。 2。仅凭其对ABCC2的结合亲和力，BT毒素活性在靶昆虫上的存在或不存在。使用SPR建立的SPR建立的系统来评估去年建立的毒素受体的结合亲和力，我们调查了是否可以通过以下观点确定一种通过进化分子工程进行修饰的BT毒素的选择性系统：“如果BT毒素对ABCC2的结合亲和力可以改善ABCC2的结合亲和力，我们可以改善具有改进的昆虫活性的毒素。制备了多种具有不同杀虫活性的杀虫活性的野生型BT毒素，并通过SPR分析评估ABCC2的结合特性。结果，似乎与BT毒素的结合亲和力的存在或不存在与蚕飞蛾的活性相关。另一方面，已经发现，BT毒素的高活性不能通过可以通过SPR分析评估的结合亲和力差异来解释。这些结果表明，筛选结合亲和力可以有效地通过进化分子工程选择突变毒素。同时，为了选择真正的活性毒素，我们设计了第二种选择系统来评估BT毒素作用机理（将毒素插入细胞膜中）的另一个过程，这表明将其组合使用可能会产生更高的作用。