ガ類の効率的なフェロモン源探索を可能にするフェロモン不活性化機構の解明

阐明信息素失活机制，使飞蛾能够有效地寻找信息素来源

• 批准号: 22K06323
• 负责人: 櫻井 健志
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06323/
• 关键词: 性フェロモン; カイコガ; 匂い源定位; フェロモン分解酵素; 嗅覚

本研究は、カイコガをモデルとしてオス触角で機能するフェロモン分解酵素の機能的役割を明らかにし、効率的なフェロモン源定位行動を可能とするフェロモン受容細胞の応答キネティクスを制御する分子機構を解明することを目的としている。本年度は、オス触角におけるフェロモン分子の分解活性に関するアッセイを中心に研究を実施した。オス成虫触角ホモジネートにカイコガの性フェロモンであるボンビコール（以下BOL）を添加し、一定時間インキュベートした。その後、薄層クロマトグラフィーによりBOLの分解物を分析したところ、主要な分解産物と思われるスポットを検出した（Rf＝0.89）。Rf値を考慮すると、このスポットに含まれる化合物は非常に低い極性を持つことが示唆された。この結果は、触角中におけるフェロモン分解の主要な経路が、先行研究で示唆されたBOLからその酸化体であるボンビカールの経路ではなく、BOLから炭化水素などの低極性物質への変換である可能性を示唆している。現在、この可能性を検証するためにGC-MS等の分析により分解産物の化学構造を決定するための解析を進めている。並行して、RNAseqのデータ解析を実施した。既知のアルコール酸化酵素との類似性に依存しない候補遺伝子の探索法として、当初の計画ではオス触角の毛状感覚子と錘状感覚子を単離し、それぞれについてRNAseqを行うことでフェロモン受容器に特異的な分解酵素のスクリーニングを行う予定であった。しかし、上記のフェロモン分解アッセイにより、BOLからボンビカールへの変換ではない経路により分解される可能性が示された。そのため候補遺伝子の範囲を広げて、触角ほぼ全体のRNAseqデータからオスで優勢的に発現している代謝関連の酵素遺伝子を選抜した。今後、分解産物の同定と並行して、これらの遺伝子の詳細な配列解析を進め、BOLの分解酵素の同定を進める予定である。

The purpose of this study is to clarify the function of the enzyme and its efficiency in locating the source of activity. This year, the research on the molecular decomposition activity of the antenna was carried out. Adult antenna The decomposition products of BOL were analyzed by TLC (Rf=0.89). Rf is considered to be a very low polarity compound. The results show that the main pathway of decomposition of carbon atoms in the antenna and the possibility of conversion of carbon atoms to low polar substances in the antenna are discussed. Now, this possibility is verified by GC-MS analysis, and the chemical structure of decomposition products is determined. Parallel, RNAseq and data analysis are implemented. A method of searching for candidate genes based on the similarity of known enzymes and the original plan was proposed to isolate hairy and hammer-like receptors and to determine the sequence of container-specific enzymes. The possibility of decomposition is shown in the table below. The selection of metabolism-related enzyme genes is the result of the discovery of the dominant genes in all RNA sequences. In the future, the identification of decomposition products, parallel analysis, detailed sequence analysis of decomposition products and BOL decomposition enzymes will be further determined.