農業生物資源研究所、昆虫の「変身」を抑える遺伝子のスイッチのしくみを解明

昆虫の『変身』を抑える遺伝子のスイッチのしくみを世界で初めて解明
−　狙いの害虫にのみ作用する薬剤の開発に期待　−


＜ポイント＞
・幼若ホルモン（ＪＨ）は、「Ｋｒ−ｈ１」という、昆虫の「変身（変態）」を抑える遺伝子のスイッチをオンにして働かせることが知られています。
・生物研では、カイコを用いて、そのスイッチのしくみを世界で初めて明らかにしました。
・ＪＨは、「ＭＥＴ」と「ＳＲＣ」の２種類のタンパク質を介して、「Ｋｒ−ｈ１」遺伝子の「ＪＨ応答配列」に結合し、この遺伝子のスイッチをオンにします。
・このスイッチのしくみは多くの昆虫に共通なものと考えられます。
・本研究成果を応用し、ＪＨの作用を妨げる物質の効率的なスクリーニング法を開発しました。
・本法を用いて、狙いの害虫にのみ効果を示し、他の昆虫には悪影響の少ない薬剤（抗ＪＨ剤）の開発が期待されます。


＜概要＞

１．幼若ホルモン（ＪＨ）１）は、昆虫の幼虫から蛹への「変身（変態）」を抑える作用を持つホルモンです。最近、甲虫の一種であるコクヌストモドキから、変態を抑える作用を持つ遺伝子「Ｋｒ−ｈ１」が見つかり、ＪＨはこの遺伝子を活発に働かせることによって変態を抑えていることがわかりました。しかし、その詳しいしくみはわかっていませんでした。
　今回、（独）農業生物資源研究所（生物研）は、カイコの培養細胞２）を用いて、ＪＨがＫｒ−ｈ１遺伝子を働かせるしくみを世界で初めて明らかにしました。

２．カイコのＫｒ−ｈ１遺伝子から、この遺伝子を働かせるスイッチの役割をするＤＮＡ配列「ＪＨ応答配列」を見つけました。通常、カイコの培養細胞にはＪＨがないためにＫｒ−ｈ１遺伝子は全く働いていませんが、ＪＨを加えると、「ＭＥＴ」と「ＳＲＣ」という２種類のタンパク質がＫｒ−ｈ１遺伝子のＪＨ応答配列に結合することでスイッチが入り、Ｋｒ−ｈ１遺伝子が働きだすことがわかりました。

３．ショウジョウバエ、ミツバチ、甲虫、アブラムシなど、他の昆虫のＫｒ−ｈ１遺伝子にも良く似たＪＨ応答配列が見つかりました。また、これらの昆虫はＭＥＴとＳＲＣの遺伝子も持っていることから、変身を抑えるスイッチのしくみは、昆虫に共通なものと考えられます。

４．本研究の成果を応用し、カイコ培養細胞を使って、ＪＨと同じ作用を持つ化合物や、ＪＨの作用を妨げる化合物を、効率的に探す方法（スクリーニング法）を開発しました。この方法は、ヨトウガなど狙いの害虫には効果を示すが、ミツバチや天敵昆虫などには悪影響を及ぼさない、環境に優しい薬剤の開発に役立つものと期待されます。

５．この成果は、平成２４年７月２日（月曜日）午後３時（米国東部時間）以降に米国科学アカデミー紀要で発表される予定です。

　予算区分：農研機構・生物系特定産業技術研究支援センター「新技術・新分野創出のための基礎研究推進事業」（平成１７−２１年度）

　特許出願中（国内）：出願番号　特願２００９−１１５３１２、出願日２００９．５．１２


　＊参考資料は添付の関連資料を参照


【発表論文】
　Ｋａｙｕｋａｗａ　Ｔ，Ｍｉｎａｋｕｃｈｉ　Ｃ，Ｎａｍｉｋｉ　Ｔ，Ｔｏｇａｗａ　Ｔ，Ｙｏｓｈｉｙａｍａ　Ｍ，Ｋａｍｉｍｕｒａ　Ｍ，Ｍｉｔａ　Ｋ，Ｓｈｉｇｅｏ　Ｉｍａｎｉｓｈｉ　Ｓ，Ｋｉｕｃｈｉ　Ｍ，Ｉｓｈｉｋａｗａ　Ｙ，Ｓｈｉｎｏｄａ　Ｔ（２０１２）
　Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｊｕｖｅｎｉｌｅ　ｈｏｒｍｏｎｅ−ｍｅｄｉａｔｅｄ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｋｒｕｐｐｅｌ　ｈｏｍｏｌｏｇ　１，ａ　ｒｅｐｒｅｓｓｏｒ　ｏｆ　ｍｅｔａｍｏｒｐｈｏｓｉｓ，ｉｎ　Ｂｏｍｂｙｘ　ｍｏｒｉ．
　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕｎｉｔｅｄ　Ｓｔａｔｅｓ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ，Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ　ｏｎｌｉｎｅ　ｂｅｆｏｒｅ　ｐｒｉｎｔ　Ｊｕｌｙ　２，２０１２，http://www.pnas.org/content/early/2012/06/25/1204951109.abstract?sid=5ae9689b-8e17-4282-8661-afcec21d32fc　ＯＰＥＮ　ＡＣＣＥＳＳ　ＡＲＴＩＣＬＥ