昆虫の黒い色素の合成を抑える方法を発見

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1、＜お願い＞(独)農業生物資源研究所の省略形としては「生物研」を使用願います。解禁時間は、１２月１９日(水)午前１時（新聞は朝刊から）平成２４年１２月１４日プレスリリース独立行政法人農業生物資源研究所昆虫の黒い色素の合成を抑える方法を発見－肉眼で簡便に判別できる遺伝子組換えマーカーの開発に期待－ポイント・カイコの「アリールアルキルアミンNアセチルトランスフェラーゼ遺伝子」を用いて、カイコ、ショウジョウバエ、テントウムシにおいて、体表の黒い色素の形成を抑えることに成功しました。・本遺伝子を遺伝子組換えマーカー

2、として活用することで、遺伝子組換え体の選抜が格段に簡便になり、遺伝子の機能解析や有用物質生産へ向けた研究開発の加速化が期待されます。概要１）１．昆虫の体表の黒い色は、多くの場合「メラニン系色素」という色素によるも２）ので、ドーパミンから合成される「ドーパミンメラニン」が主要な色素であると考えられています。メラニン系色素は、幅広い昆虫で模様に重要な役割を果たしていますが、それを人為的に操作する方法についてはほとんど分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、名古屋大学と共同で、カイコ

3、、キイロショウジョウバエ、テントウムシ（ナミテントウ）の3種の昆虫において、カイコのアリールアルキルアミンNアセチルトランスフェラーゼ（Bm-aaNAT）遺伝子を強く働かせることで、ドーパミンメラニンの合成が阻害され、その結果体表の黒い色素の合成が抑えられることを発見しました。３）２．この遺伝子は、色の変化を肉眼で判別可能でかつ優性形質を持つ遺伝子組換えマーカーとして複数の昆虫に対して利用できるという特徴があります。このような遺伝子はこれまでに報告がなく、世界で初めての例となります。３．Bm-aaNAT遺

4、伝子を遺伝子組換えマーカーとして活用することで、遺伝子組換え体の選抜が肉眼で容易に判別できるようになり、格段に簡便になることから、有用遺伝子の機能解析や、有用物質生産へ向けた研究開発が加速化されることが期待されます。４．この成果は12月18日、英国科学誌NatureCommunicationsに掲載予定です。予算区分：運営費交付金1問い合わせ先など研究代表者：（独）農業生物資源研究所理事長石毛光雄研究推進責任者：（独）農業生物資源研究所遺伝子組換え研究センター遺伝子組換えカイコ研究開発ユニットユニット長瀬

5、筒秀樹研究担当者：（独）農業生物資源研究所遺伝子組換え研究センター遺伝子組換えカイコ研究開発ユニット特別研究員二橋美瑞子電話：029-838-6091E-mail:mfutahashi@nias.affrc.go.jp名古屋大学大学院生命農学研究科助教新美輝幸広報担当者：（独）農業生物資源研究所広報室長井濃内順電話：029-838-8469本資料は筑波研究学園都市記者会、農政クラブ、農林記者会、農業技術クラブに配付しています。2研究の社会的背景と研究の経緯カイコでは、遺伝子組換え技術を用いて、遺伝子の機能

6、解析や、医療などに役立つ有用物質の生産に向けた研究が近年盛んに進められています。遺伝子組換えカイコを作出する際には、目的とする遺伝子が導入されているか否かを確認するために、卵や眼で光る蛍光タンパク質を「遺伝子組換えマーカー」として用いて、遺伝子組換えが起こったカイコを判別しています。しかしこの遺伝子組換えマーカーには、①判別作業に高価な蛍光顕微鏡が必要である、②卵で判別可能な時期は2日間しかない、③卵が白い特殊な系統でないと判別が困難なため、絹の生産量が高い実用系統（卵が着色する）には使用が向かない、とい

7、う欠点がありました。そのため、卵または孵化直後の幼虫の時期に肉眼で判別でき、さらに幅広い系統で利用可能な優性形質を持つ遺伝子組換えマーカーの開発が望まれていました。カイコの幼虫を始め、ほとんどの昆虫の体表の黒い色は主に「メラニン系色素」から成っており、ドーパミンという物質から合成される「ドーパミンメラニン」が主要なメラニン系色素だと考えられています。したがって、何らかの遺伝子を強く働かせることによってこの色素の合成を阻害し、幼虫の体色を変化させることができれば、この遺伝子をカイコを含む幅広い昆虫に適用可能

8、な優性形質を持つマーカーとして利用できる可能性がありました。ドーパミンは、黒いドーパミンメラニン以外にも、透明なクチクラ層（上皮の外側の膜）の合成に必要な物質であるNADA(N-acetyl-dopamine)の合成にも使われることから（図１）、NADAの合成を強化することにより、ドーパミンメラニンの合成が阻害されることが予想されました。そこで、カイコの幼虫でNADAの合成に関わる酵素を産生する遺伝子を強く働かせることによって