2006/3/7 |
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昆虫媒介性の植物病原菌「ファイトプラズマ」は、その細胞表面の膜タンパク質と昆虫の細胞骨格タンパク質との結合の可否により媒介性が決定づけられることを明らかにした。今回の成果は、マラリアなど特定の昆虫により媒介される多くの病原菌の媒介特異性のしくみ解明に貢献するものと期待される。
昆虫媒介性の病原菌は、昆虫の移動に伴い急速かつ広範囲に拡がり、ヒトや動植物に重要な病気を引き起こす。しかし、それら病原菌の多くは特定の昆虫により媒介される。ヒトの恐ろしい病気であるマラリアは最もよく研究されており、哺乳動物への感染に関するタンパク質は見つかっているが、特定の昆虫により媒介されるメカニズムについてはまだ不明な点が多い。媒介昆虫の特異性を決定するメカニズムが解明されれば、病原菌の拡散を防ぐ薬剤を開発することも期待される。植物病原性細菌「ファイトプラズマ」 は、※1究極の『怠け者』細菌とされ、セミの仲間の昆虫「ヨコバイ」により植物から植物へと媒介されるが、近縁のファイトプラズマでもそれぞれ異なる特定の「ヨコバイ」により媒介される。病原菌の媒介昆虫の特異性を決定するメカニズムを明らかにすることは、病気の急速な拡散を抑える技術を確立するうえで重要である。
我々は、解読した「ファイトプラズマ」の全ゲノムデータから、「ファイトプラズマ」の細胞表面の主要膜タンパク質Ampに着目した。このタンパク質はこれまで知られているいかなる生物のタンパク質とも似ていない。昆虫に感染した「ファイトプラズマ」を蛍光抗体ラベルし、共焦点レーザー顕微鏡により観察したところ、「ファイトプラズマ」が媒介される昆虫の場合にのみ腸管周囲の平滑筋細胞の※2骨格タンパク質に結合していることを明らかにした。また、試験管内の結合実験により、「ファイトプラズマ」のAmpは媒介昆虫の細胞骨格タンパク質(※3アクチン、※4ミオシン)とのみ結合した。昆虫による病原菌の媒介能がその表面タンパク質と昆虫の細胞骨格タンパク質との結合の可否により決まることが明らかになった。ヒトの恐ろしい病気であるマラリアなど、多くの昆虫媒介性病原菌は特定の昆虫により媒介されるが、そのメカニズムには不明な点が多いが、同様なメカニズムによる可能性があり、その解明は病気の急速な拡散を抑える技術を確立するうえで重要であり、今回の成果は重要なヒントとなることが期待される。【解説】
本研究成果は、米国アカデミー紀要に掲載されるに先立ち、オンライン版(3月6日の週)に掲載予定です†。なお、本研究は日本学術振興会の科学研究費補助金「基盤S」の補助のもとに行ったものです。
†S. Suzuki et al. "Interaction between the membrane protein of a pathogen and insect microfilament complex determines insect vector specificity," Proceedings of the National Academy of Sciences, 103, 11, pp.4252-4257.