研究室 > 主任研究員研究室 > 松本分子昆虫学研究室生化学／分子生物学／細胞生物学／生物有機化学／昆虫科学いかなる分子機構を介してガは種固有の性フェロモンを生み出すか主任研究員研究室主任研究員研究室 1959 年、フェロモンとして初めてカイコガ雌成虫の放出するボンビコールの化学構造が決定されて以来、500 種以上のガ類の性 Molecular Entomology Laboratory フェロモンが同定されている。ガ類のフェロ松本分子昆虫学研究室モン成分は比較的シンプルな直鎖脂肪族化合物であるため、多くのガは複数の成分をブレンドし、その割合を厳密に規定することで種固有の性フェロモンを生み出している。しかし、これらのフェロモン成分が産生細胞でいかなる制御機構のもと、いかなる機能分子のカスケードを介して合成・輸送・放出されるのかといった分子機構の詳細は理解さキーワード昆虫、バキュロウイルス、キイロショウジョウバエ、アブラムシ、フェロモン産生系、性決定、個体発生、複合内部共生系、脂肪滴ダイナミクス、トランスジェニックカイコれていない。我々はカイコガのフェロモン研究ユニット研究ユニット [email protected] 図 1 カイコガ個体（蛹、成虫）における蛍光タンパク質遺伝子の組織（複眼、フェロモン腺）特異的な発現腺細胞をターゲットとし、有機化学、生化全動物種の７割以上を占め、脊椎動物とは全く違った方向に進化してきた昆虫は、４億年という長い年月の間、様々な環境に適応する過程で独自の多主任研究員松本正吾農学博士 Shogo Matsumoto (Ph.D.) 様性と数多くのユニークな機能や能力を獲得してきた。昆虫が持つ多様な機能や能力に着目し、それが成り立つメカニズムを分子レベルで解明すること学、分子生物学、細胞生物学の手法を用いた包括的な解析を進め、ボンビコール生合成酵の流れを、遺伝子のクローニングと RNA 干脱リン酸化を介してボンビコール産生経路に素（Bmpgdesat1, pgFAR）、フェロモン生渉法を用いた遺伝子の機能解析を通して検証おける脂肪滴のリポリシスおよびアシル基の合成活性化神経ペプチド受容体（PBANR）とし、PBAN 刺激を受容した PBAN 受容体が還元過程を活性化する機構を提示し、ボンビは、普遍的な生命原理を理解するとともに、それらの理解に基づいて環境保略歴いうボンビコール産生でキーとなる分子の解三量体 G タンパク質の Gq を介してホスフォコール産生細胞におけるフェロモン産生過程全、食糧確保や有用物質生産など応用面での展開を可能にする。当研究室で 1980 東京大学大学院農学系研究科博士課程修了明に成功した。また、我々が確立したカイコリパーゼ C（PLC β 1）を活性化し、産生され（フェロモノジェネシス）の分子機構の概要ガ個体での RNA 干渉法は、個々の機能分子たイノシトール 1,4,5- トリスリン酸（IP3）がのフェロモン腺での役割を in vivo で検証す IP3 受容体（IP3R）を介して小胞体 Ca2+ ストる上で極めて有効で、フェロモン腺細胞特異アの枯渇を促すこと、その結果、Ca2+ セン的または優先的なタンパク性分子（BmFATP, サー（BmSTIM1）が小胞体から細胞膜へ移 pgACBP, mgACBP）が脂肪滴（細胞質に存行し、チャネル分子（BmOrai1）と共局在す（2）昆虫ウイルスと宿主昆虫細胞との分子応答機構の解明、（3）昆虫遺伝子在するフェロモン前駆体脂肪酸の貯蔵オルガることでストア作動性 Ca2+ チャネル（SOC の機能解析・機能発現のための遺伝子導入・ターゲッティング系の構築を進ネラ）の形成過程で重要かつ固有の役割を果 channel）を開口するという PBAN の細胞めている。さらに、これらの成果に基づき、農学、医学、生命科学の分野でたしていることを実証した。さらに、我々は内シグナル伝達の流れを解明した。さらに、の応用面への展開もはかる。神経ホルモン PBAN の細胞内シグナル伝達 Ca2+ の細胞内流入がタンパク質のリン酸化、は、モデル昆虫として知られるカイコガやショウジョウバエを用いて、昆虫あるいはそれを構成する組織・細胞が示す固有の機能発現の分子機構を解明し、これらの手法を機能発現の分子機構解析に応用し、実践する。具体的には、（1）昆虫において発現される基本的生命現象を支える分子機構の解明、 1985 米国ジョージア大学昆虫学科訪問研究員 1988 理化学研究所昆虫生態制御研究室研究員 1996 同分子昆虫学研究室副主任研究員 2000 同主任研究員（現職） 2002 埼玉大学大学院理工学研究科連携教授（現職） 1 19 73 106 142 212 223 243 256 338 361 387 BmSTIM1 262-515 を明らかにした。研究領域研究領域する。また、昆虫を見据え、その特性を生かした新しい系、方法論を確立 1980 東京大学農学部農芸化学科助手 577 ERM Signal Peptide EF-hand SAM TM Coiled-coil Coiled-coil 部門部門主要論文 1. A. Ohnishi, et al. Hormone signaling linked to silkmoth sex pheromone biosynthesis involves Ca2+/Calmodulin-dependent protein kinase II-mediated phosphorylation of the insect PAT family protein Bombyx mori lipid storage droplet protein-I (BmLsd1), J. Biol. Chem. 2011, 286, 24101. 2. J. J. Hull, J. M. Lee, R. Kajigaya, S. Matsumoto, Bombyx mori homologs of STIM1 and 小胞体 Ca2+ BmOrai1B-CFP BmSTIM1-Venus 重ね合わせ充満（静止状態） Orai1 are essential components of the signal transduction cascade that regulates sex pheromone production, J. Biol. Chem. 2009, 284, 31200. 3. A. Ohnishi, J. J. Hull, S. Matsumoto, Targeted disruption of genes in the Bombyx mori sex 枯渇最先端研究開発支援プログラム最先端研究開発支援プログラム pheromone biosynthetic pathway, Proc. Natl Acad. Sci. USA 2006, 103, 4398. 4. K. Moto, et al. Involvement of a bifunctional fatty-acyl desaturase in the biosynthesis of the silkmoth, Bombyx mori, sex pheromone, Proc. Natl Acad. Sci. USA 2004, 101, 8631. 5. K. Moto, et al. Pheromone gland-specific fatty-acyl reductase of the silkmoth, Bombyx mori, Proc. Natl Acad. Sci. USA 2003, 100, 9156. 主要メンバーコウリンリゼミン R 一瀬勝紀、常泉和秀、永峰俊弘、松本健、本賢一　P 大西敦、黄琳、李載旼　T 桒原いく、本川久子、吉村麻美図 2 SOC チャネル開口に関わるBmOrai1 と BmSTIM1 の機能解析図 3 RNA 干渉法によるカイコガフェロモン腺での遺伝子機能阻害タプシガーギン処理により小胞体 Ca2+を枯渇させると、BmSTIM1は小胞体から細胞膜へと移行する（BmOrai1B はフェロモン腺で発現するBmOrai1のアイソフォーム）。フェロモン腺特異的アシル-CoA 結合タンパク質（pgACBP）遺伝子の発現を抑制すると、対照と比較して脂肪滴（フェロモン前駆体脂肪酸の貯蔵体）の蓄積が顕著に阻害されている（パネル左下）。五十音順。2012 年 1月1日現在 R スタッフ研究員 050 独立行政法人理化学研究所基幹研究所 2011-2012 P ポスドク J 学生・研究生 T テクニカルスタッフ O アシスタント、客員、その他分野を越え組織を越え国を越えて 051