⑤ 昆虫特異的な機能の解明と利用技術の開発

⑤ 昆虫特異的な機能の解明と利用技術の開発

課題番号2014025650
研究機関名農業生物資源研究所
研究期間2011-2015
年度2014
研究問題3.新たな生物産業の創出に向けた生物機能の利用技術の開発
大課題⑤ 昆虫特異的な機能の解明と利用技術の開発
中課題⑤ 昆虫特異的な機能の解明と利用技術の開発
大項目第2 国民に対して提供するサービスその他の業務の質の向上に関する目標を達成するためとるべき措置
中項目1.試験及び研究並びに調査
摘要機能性ペプチド及びタンパク質の安定な大量調製法を構築するため、翻訳レベルで遺伝子の発現調節を行う外来遺伝子発現法の開発を進めた。大腸菌に対して強毒性を示すタンパク質CcdBの遺伝子を挿入したコンストラクトを作成し、昨年度作出した高収量無漏洩の大腸菌発現系を用いて発現を試みた。発現抑制条件下で大腸菌を増殖限界まで培養した後、非天然アミノ酸による誘導を行い、培地1Lあたり0.1~1mgの組換えCcdBを得ることに成功した。
2.遺伝子組換えカイコ発現系を用いて、ウシ乳房炎治療薬として活用が期待されるウシ顆粒球マクロファージ・コロニー刺激因子の大量調製を進め、昨年度に引き続き、(独)農業・食品産業技術総合研究機構の動物衛生研究所及び畜産草地研究所と共同で動物実験を行った。乳房炎自然感染牛に対する接種実験から、治療の有効性を確認することができた。
3.遺伝子組換えカイコ技術を用いて、シルク繊維に酵素を固定化することを試みた。特にフィブロイン表層に発現産物を分散させ酵素反応が効果的に行われるように、シルク結合ペプチド(YN42)をウミシイタケ由来ルシフェラーゼ及びシロアリ由来セルラーゼに連結させ、後部絹糸腺にて外来遺伝子産物を発現する遺伝子組換えカイコの作出を行った。得られた酵素固定化繭は、それぞれルシフェラーゼ活性及びセルラーゼ活性が確認された。また重曹水にて精練処理を施したルシフェラーゼ固定化繭でも酵素活性が保持されることが示された。
4.宇宙生物学研究における生物材料としてネムリユスリカを活用するため、国際宇宙ステーション(ISS)日本実験棟「きぼう」にてネムリユスリカ乾燥幼虫の蘇生実験を行った。ISS内の微少重力空間においても乾燥幼虫は再水和によって蘇生し、地上と同じくいくつかの幼虫はサナギや成虫に変態することが観察された。宇宙環境ストレスの影響を解析するモデル生物としてネムリユスリカが有用であることが確認できた。
5.ネムリユスリカが有する極限乾燥耐性の遺伝子構造を明らかにするため、ゲノム塩基配列の解読を進め、同属同種で極限乾燥耐性を示さないヤモンユスリカのゲノム情報と比較を行った。ネムリユスリカは17,137個の遺伝子を有し、乾燥過程で特に発現量が多くなる抗酸化因子チオレドキシンやストレスタンパク質の一種であるLEAタンパク質、老化タンパク質修復酵素などの遺伝子が多重化した固有の遺伝子領域が存在することを明らかにした。
6.解読されたネムリユスリカのゲノム情報の統合と可視化に不可欠な染色体地図の作成を行った。酢酸オルセイン法にて得た唾腺染色像を基にバンドパターンの観察を行い、27もしくは29の区画を示す2本の長い染色体と、ヘテロ接合を有し21の区画を示す染色体、12の区画からなる短い染色体の模式図を作成した。
研究分担宮澤 光博
奥田 隆
加藤 祐輔
渡辺 裕文
平山 力
石橋 純
黄川田 隆洋
志村 幸子
コルネット・リシャー
協力分担関係ロシア科学アカデミー生物医学問題研究所
カザン大学 (ロシア)
沖縄科学技術大学院大学
基礎生物学研究所
金沢大学
予算区分技会交付金研究 委託プロ・需要フロンティア[医薬品] 文科省[科研費] 文科省・その他
業績(1)Diversity of the expression profiles of late embryogenesis abundant (LEA) protein encoding genes in the anhydrobiotic midge Polypedilum vanderplanki
(2)Construction of an expressible BAC library of the unculturable insect microorganism, stink bug Plautia stali symbiont, for the search of biologically active and useful symbiont products
(3)Group3LEAペプチドのタンパク質凝集抑制メカニズムに関する実験的研究
(4)Tunable translational control using site-specific unnatural amino acid incorporation in Escherichia coli
(5)Comparative genome sequencing reveals genomic signature of extreme desiccation tolerance in the anhydrobiotic midge
(6)Identification of a novel strong and ubiquitous promoter/enhancer in the silkworm Bombyx mori
(7)Biochemical and structural characterization of an endoplasmic reticulum-localized late embryogenesis abundant (LEA) protein from the liverwort Marchantia polymorpha
(8)新規ビフェニル化合物
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030217209
収録データベース研究課題データベース

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