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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 toxin receptor ABC (ABCC2) is the most important insecticide receptor except ABCC2. The most suitable receptor molecule for the treatment of ABCC-2 The oocyte development system was evaluated by two-electrode membrane potentiometry for the formation of Bt toxin. As a result, ABCC2 produced oocytes with a high rate of pore formation. These results suggest that ABCC2 may be used as an appropriate molecule for Bt toxin modification in this study. 2. The presence or absence of Bt toxin target insect activity, ABCC2 binding affinity, and binding affinity were determined. The evaluation system for binding affinity of SPR to toxin receptors was established last year. Evolutionary molecular engineering was used to select modified Bt toxins. The results showed that the binding affinity of Bt toxin to ABCC2 was increased, and the insecticidal activity of allotoxins was increased. The analysis of SPR for ABCC2 binding traits was evaluated by using multiple wild-type Bt toxins with different insecticidal activities. The results show that the binding affinity of Bt toxin is related to the activity of Bt toxin. The activity of Bt toxin is high, SPR analysis is evaluated, and the binding affinity is evaluated. The results of this study are as follows: selection of allotoxins, binding affinity, and molecular biology. For example, the selection of high activity Bt toxin and its mechanism of action (incorporation of Bt toxin into cell membrane) were evaluated. The second selection system was investigated and the possibility of using high activity Bt toxin was demonstrated.