カイコの突然変異「黄体色」(lemon)（注１）および「黄体色致死」(lemon lethal)（注２）の原因が、セピアプテリン還元酵素(SPR)（注３）の遺伝子の異常により、SPR活性が低下しているためであることを明らかにした。ヒトの遺伝病「SPR欠損症」（注７）も同じ酵素の異常で発症し、発達障害や運動障害を呈する。SPR活性がほとんどないlemon lethal変異体にテトラヒドロビオプテリン（注４）やドーパミン（注５）を経口投与すると、２齢幼虫で致死するはずの変異体が３齢以降まで成長し、一部は成虫にまで達した。このような薬物治療ができることは、カイコの変異体がヒトの疾患の病態モデルとして使える可能性を示している。

カイコの幼虫の正常体色は白であるが、突然変異「黄体色」(lemon)（注１）では全身が黄色を呈する。類似の変異である「黄体色致死」(lemon lethal)（注２）は２齢幼虫が濃黄色を呈し、摂食ができずに致死する。両者の黄色色素は、キチョウの翅の色素と同じキサントプテリンである。私たちは、この突然変異の原因がセピアプテリン還元酵素(SPR)（注３）の遺伝子の構造に異常が起きた結果、SPRの酵素活性が顕著に低下するためであることを明らかにした。SPRは、チロシン水酸化酵素などの補酵素として使われるテトラヒドロビオプテリン(BH4)（注４）を合成する酵素であり、SPRの欠損はヒトや哺乳類でも発達障害や運動障害などの重篤な症状を引き起こす。lemon lethal変異体にBH4を経口投与して治療を試みた結果、２齢幼虫が餌を食えるようになって成長をし、個体によっては成虫にまで達した。また、同様にドーパミン（注５）を経口投与したところ、やはり２齢幼虫で摂食ができるようになり、成長を示した。これらの結果から、lemon lethalの致死の原因は、BH4の不足によってチロシン水酸化酵素の活性が低下し、ドーパミンの生産量が低くなったために、摂食行動に必要な神経活動ができないことであると結論した。ドーパミンの分泌量の低下は、ヒトではパーキンソン病（注６）の原因として知られている。カイコの致死変異体lemon lethalは、BH4やドーパミンの投与で救済できることが分かったので、今後、ヒトのSPR欠損症（注７）やパーキンソン病の治療法開発のモデルとして利用できる可能性がある。

なお、本成果は独立行政法人農業生物資源研究所（内野恵郎　特別研究員、瀬筒秀樹　主任研究員、田村俊樹　特任上級研究員、三田和英　特任上級研究員）および九州大学大学院農学研究院（伴野豊　准教授）との共同研究で得られたものである。また、この研究は(1) 文部科学省科学研究費特定領域研究（比較ゲノム）、(2) 農林水産省委託プロジェクト「アグリ・ゲノム研究の総合的推進」(昆虫ゲノム）、(3) 文部科学省科学技術振興調整費（農学生命情報科学大学院教育研究プログラム）、(4) 文部科学省ナショナルバイオリソースプロジェクト等による支援を受けている。