新規ワンポット反応の発見を起点としたホタルルシフェリンの生合成の全容解明

本研究では、ホタルの発光基質であるホタルルシフェリンの生合成中間体と生合成酵素およびその酵素がコードされている遺伝子の特定を目指した。平成29年度は平成28年度に得られた知見を基に、再度、生合成中間体と推定した化合物の安定同位体標識体を用いたヘイケボタル生体への取り込み実験を行うことで、生合成中間体の1つを特定した。また、様々な成長段階（蛹から成虫にかけて）のヘイケボタルを用いて同様の取り込み実験を行い、安定同位体標識されたホタルルシフェリンの生成量を比較することで、成虫よりも蛹のホタルでホタルルシフェリンがより多く作られることを明らかにした。加えて、特定した生合成中間体とホタルの蛹抽出物を用いることで、試験管内（in vitro）でホタルルシフェリンの生合成を再現した。当初の目標であった生合成酵素およびその酵素がコードされている遺伝子の特定には至らなかったものの、本研究で得られた知見はそれら酵素や遺伝子の特定につながる新たな手がかりといえ、今後のホタルルシフェリンの生合成研究の進展に寄与するものであると考えられる。

本研究では、ホタルの発光基質であるホタルルシフェリンの生合成中間体と生合成酵素およびその酵素がコードされている遺伝子の特定を目指した。平成29年度は平成28年度に得られた知見を基に、再度、生合成中間体と推定した化合物の安定同位体標識体を用いたヘイケボタル生体への取り込み実験を行うことで、生合成中間体の1つを特定した。また、様々な成長段階（蛹から成虫にかけて）のヘイケボタルを用いて同様の取り込み実験を行い、安定同位体標識されたホタルルシフェリンの生成量を比較することで、成虫よりも蛹のホタルでホタルルシフェリンがより多く作られることを明らかにした。加えて、特定した生合成中間体とホタルの蛹抽出物を用いることで、試験管内（in vitro）でホタルルシフェリンの生合成を再現した。当初の目標であった生合成酵素およびその酵素がコードされている遺伝子の特定には至らなかったものの、本研究で得られた知見はそれら酵素や遺伝子の特定につながる新たな手がかりといえ、今後のホタルルシフェリンの生合成研究の進展に寄与するものであると考えられる。