Molecular physiological studies on insect excretion and water regulation and its application -physiology of aquaporin and its disorder-

昆虫排泄和水分调节的分子生理学研究及其应用-水通道蛋白及其紊乱的生理学-

• 批准号: 20380035
• 负责人: AZUMA Masaaki
• 金额: $ 12.23万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20380035/
• 关键词: 浸透圧調節; 原形質膜; 乾燥耐性; 害虫制御; アクアポリン; V-ATPase; プロトンポンプ; カイコ; ナシヒメシンクイ; クロキンバエ; 昆虫感覚子; ニカメイガ; 休眠

Epithelial and cellular mechanisms in water transport has been explored over 50 years. Knowledge on the molecular aspects of water regulation in living organisms has greately increased in recent years. Water transport across the plasma membrane depends on the presence of water channel-aquaporin (AQP). Studies on water transport itself in insect epithelia is so far lacking, although the movement of ions and water are inextricably linked. There are still few physiological studies on the multiple functions of AQP in insect epithelia. This project set out to investigate the present status on our understanding of insect aquaporins and the recent advances in the molecular and cellular roles of caterpillar's AQP.Currently, all insect AQPs are water-specific except for the caterpillar's AQP, which possess the other isoform which enables to transport glycerol and urea (aquaglyceroporin : GLP). Water-specific AQPs in insects are classified into two closely related subfamilies, called DRIP (Drosophila Intrinsic Protein) and PRIP (Pyrocoelia rufa Intrinsic Protein) phylogenetically. Insect AQPs in very recent reports fall into DRIP or PRIP. In the silkworm, Bombyx mori, we have identified these three types, i.e., AQP-Bom1 as DRIP-type, Bom2 as GLP-type, Bom3 as PRIP-type. Caterpillars (solid/plant feeder) are normally endurable against drought and starvation compare to the liquid/plant feeders such as a leafhopper. Therefore, these three AQPs of B. mori, collaborate to maintain not only water balance, but also excretion in silkworm larvae.

上皮和细胞在水运输中的机制已经被探索了50多年。近年来，对生物体内水分调节的分子方面的知识已经大大增加。水在质膜上的转运取决于水通道-水通道蛋白（AQP）的存在。尽管离子和水的运动有着千丝万缕的联系，但对昆虫上皮中水分运输本身的研究迄今还缺乏。关于AQP在昆虫上皮中的多种功能的生理学研究还很少。本项目旨在探讨昆虫水通道蛋白的认识现状以及毛虫AQP的分子和细胞作用的最新进展。目前，除毛虫的AQP外，所有昆虫的AQP都是水特异性的，毛虫的AQP具有能够运输甘油和尿素的另一种异构体（水甘油oporin: GLP）。昆虫的水特异性AQPs在系统发育上被分为两个密切相关的亚家族，分别是Drosophila Intrinsic Protein （Drosophila Intrinsic Protein）和Pyrocoelia rufa Intrinsic Protein （ripp）。在最近的报告中，昆虫aqp属于DRIP或PRIP。在家蚕中，我们已经鉴定出这三种类型，即AQP-Bom1为drip型，Bom2为glp型，Bom3为rip型。毛毛虫（固体/植物食料）通常比液体/植物食料（如叶蝉）更能抵抗干旱和饥饿。因此，家蚕B. mori的这三种AQPs不仅共同维持水分平衡，还共同维持家蚕幼虫的排泄。

项目成果

CDNA cloning of aquaporin gene expressed in the digestive tract of the Formosan subterranean termite, Coptotermes formosanus Shiraki (Isoptera; Rhinotermitidae).

• DOI: 10.1303/aez.2009.315
• 发表时间: 2009-05
• 期刊: Applied Entomology and Zoology
• 影响因子: 1.3
• 作者: K. Kambara;Y. Takematsu;M. Azuma;J. Kobayashi

昆虫の水代謝.からだと水の事典(佐々木成・石橋賢一編)

昆虫的水代谢。身体和水的百科全书（佐佐木诚和石桥健一编辑）

• 发表时间: 2010
• 作者: Zhang;Y.;Kiba A.;Hikichi;Y.;Ohnishi;K.;酒井裕(早川徹);東政明
• 通讯作者: 東政明

研究グループは,2009年1月6日 (於 : 岡山大・資源生物研) に公開で研究発表討論会を開催した (参加者約30名)。

研究小组于2009年1月6日（冈山大学资源生物学研究所）召开了公开研究报告讨论会（约30人参加）。

昆虫の水代謝からだと水の事典(佐々木成・石橋賢一編)

昆虫水代谢的水百科全书（佐佐木诚、石桥健一编）

• 发表时间: 2008
• 作者: R.L Bell;Itai A.;東 政明
• 通讯作者: 東 政明

Acidification of the silk gland in Bombyx mori and Samia cynthia ricini in relation to the distribution of H^+-translocating vacuolar-type ATPase.

家蚕和蓖麻蚕丝腺的酸化与H^-易位液泡型ATP酶的分布有关。

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Insect Biotechnology and Sericology 77
• 作者: Hayakawa T.;Shimizu Y.;Ishida T.;Sakai H.;Kohei Kambara;田中将之;Yong Zhang;曵地康史;西谷千佳子;Seiji Miyake
• 通讯作者: Seiji Miyake