浅野　眞一郎 (アサノ　シンイチロウ)

農学研究院　基盤研究部門　応用生命科学分野教授
Last Updated :2026/04/14

■研究者基本情報

学位

  • 博士（農学）, 北海道大学

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J-Global ID

研究キーワード

  • cry遺伝子
  • Bacillus thuringiensis
  • 結晶タンパク質遺伝子
  • コガネムシ
  • 殺虫性結晶タンパク質
  • 殺線虫活性cry遺伝子
  • BBMV
  • cry gene
  • cryBPl遺伝子
  • cry 1遺伝子
  • B.popilliae
  • cryB28遺伝子
  • delta-エンドトキシン
  • promoter
  • 殺鱗翅目活性
  • 分離株
  • vector
  • 殺コガネムシ活性
  • B.thuringiensis
  • 殺線虫活性
  • cry2遺伝子
  • バインディングアッセイ
  • N末端解析
  • ウエスタンブロット
  • バチルスチューリンゲンシス
  • ICP遺伝子
  • バチルス・チューリンゲンシス(BT)
  • 殺虫性タンパク
  • 昆虫ウイルス
  • デンソウイルス
  • 昆虫病理学
  • Insect Pathology Applied Entomology

研究分野

  • 環境・農学, 昆虫科学, 昆虫病理学

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2021年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院農学研究院, 教授, 日本国
  • 2010年 - 2012年
    北海道大学 (連合)農学研究科(研究院), 准教授
  • 1999年04月 - 2007年03月
    - 農学部 助教授
  • 2007年
    - 農学部 准教授

学歴

  • 1989年, 北海道大学, 農学部, 農業生物学科, 日本国
  • 1989年, 北海道大学, Faculty of Agriculture

■研究活動情報

受賞

  • 2016年03月, 日本蚕糸学会, 日本蚕糸学会賞　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野 眞一郎

論文

その他活動・業績

書籍等出版物

  • バイオロジカル・コントロール－害虫管理と天敵の生物学－　　　　　　　　　　　　　　　
    朝倉書店, 2009年

所属学協会

  • より　　　　　　　　　　　　　　　
  • より2000年４月まで　　　　　　　　　　　　　　　
  • Society Invertebrate Pathology　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本応用動物昆虫学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本蚕糸学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • Society Invertebrate Pathology　　　　　　　　　　　　　　　
  • The Japanease Society of Sericultural Science　　　　　　　　　　　　　　　

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 太平洋州のヤシ類保護に資するタイワンカブトムシ制御技術の検証
    科学研究費助成事業
    2021年10月07日 - 2025年03月31日
    仲井 まどか, 浅野 眞一郎, 坂本 卓磨
    タイワンカブトムシ(別名サイカブトムシ：Oryctes rhinoceros）は、ヤシ類の害虫である。本種の防除には、1970年代から1980年代にかけて天敵ウイルス（Oryctes rhinoceros nudivirus: OrNV) を用いた防除が実施され、南太平洋のフィジーなどではヤシの被害を抑えることに成功した。しかし、2007年にグアム（米国）にウイルス抵抗性のハプロタイプ（Gタイプ）が侵入したことが報告され、その後もGタイプの侵入が、パプアニューギニア、ソロモン諸島、ハワイなどに拡大していることから太平洋州の各国でヤシ類の植物保護において大きな脅威になっている。また、パラオにはGタイプとそれ以外のハプロタイプ（Sタイプ）が混在しておりヤシの被害も少ない。本研究は、Gタイプの害虫としての特徴と天敵ウイルスを用いた生物的防除の機構を解明することによりその防除の成否を決定する要因の解明を目的とする。本研究において国際共同研究を強化することにより、太平洋州全域のヤシ林の保護を実現させることを目指している。
    2021年度は、新型コロナウイルス感染拡大のため、GタイプおよびSタイプの輸入ができなかった。そこで、天敵ウイルスによる本種の防除メカニズムの解明について研究を行った。具体的には、幼虫および成虫に対するウイルス接種法の検討を行った。接種方法が確立できれば、宿主のステージごとのウイルス伝播率を定量化することができる。室内実験においてウイルスの伝播率が、幼虫から幼虫、幼虫から成虫、成虫から幼虫、成虫から成虫のどのステージごとにどれだけ伝播するか比較できれば、 OrNVを用いた生物的防除の成否を決定するメカニズムの解明に繋がる。また、培養細胞を用いたウイルス増殖を検討した。さらに、沖縄県において採集したタイワンカブトムシを大量飼育し、生物検定の基盤確立を行った。
    日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 東京農工大学, 21KK0111
  • 太平洋地域に出現したタイワンカブトムシ新規バイオタイプのウイルス抵抗性要因の探索
    科学研究費助成事業
    2017年04月01日 - 2021年03月31日
    仲井 まどか, 浅野 眞一郎
    タイワンカブトムシ(別名サイカブトムシ：Oryctes rhinoceros）は、ココヤシやアブラヤシなどヤシ類の害虫である。本種の防除には、1970年代から1980年代にかけて天敵ウイルスを用いた防除が実施され、南太平洋のフィジーなどではヤシの被害を抑えることに成功した。しかし、2007年にグアム（米国）にウイルスが効かないハプロタイプ（遺伝子型の異なる同種の系統）が侵入したことが報告され、その後もこのGタイプがハワイ、ソロモン諸島、パプアニューギニアなどに分布を拡大している。本研究では、Gタイプの防除に使用可能なウイルス株の探索を目的として、パラオの個体群から天敵ウイルスを分離した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 東京農工大学, 17H04622
  • バキュロウイルス個体適応性の機能ゲノミクス
    科学研究費助成事業
    2015年04月01日 - 2017年03月31日
    伴戸 久徳, 浅野 眞一郎, 佐藤 昌直
    カイコバキュロウイルス（BmNPV)分離株(H4)と標準株(T3)のゲノム塩基配列の類似性は98％と非常に高いが、H4はカイコ個体での増殖に高度に適応した系統である。T3とH4のキメラウイルスを作製し、ウイルス増殖と外来遺伝子発現に与える影響を調査した。その結果、gp64の構造の違いが、T3とH4の個体での増殖特性の違いに大きく関わっていること、H4のGP64に認められる6カ所のアミノ酸変異のうち、少なくとも2カ所の変異がウイルスの個体増殖能と外来遺伝子の発現効率に大きく影響を及ぼすことが明らかとなった。以上の結果は、GP64の構造を標的としたBmNPVベクター改良の可能性を示すものであった。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 15K14891
  • B.thuringiensis Cry44Aaトキシンのカ類殺虫活性機構の解明
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    2014年 - 2016年
    浅野 眞一郎
    熱帯性伝染病を媒介するシマカやイエカに対して強い殺虫活性を示すことが知られている、Bacillus thuringiensis entomocidus INA288の産生するCry44Aaトキシンのネッタイシマカに対する殺虫活性機構の解明を目標に研究を進めてきた。殺虫活性機構において重要な役割を果たすレセプター分子の検索を行ったところ、アルカリフォスファターゼやABCとランスフェラーゼが候補分子として同定された。
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 26450463
  • 昆虫病原菌類・昆虫病原細菌を用いたデュアルコントロール機構の解明
    科学研究費助成事業
    2012年04月01日 - 2015年03月31日
    小池 正徳, 相内 大吾, 浅野 眞一郎, 増田 俊雄, 関根 崇行, 増田 俊雄, 関根 崇行
    病害虫防除におけるデュアルコントロール（Dual Control）とは植物の病気と害虫もしくは植物寄生性線虫と土壌病原菌の複合病を同時に防除することをいう。本研究では昆虫病原性糸状菌、特に子のう菌類のBeauveria属菌、Metarhizium属菌、Lecanicillium属菌等の土壌中における生態学、植物病原菌に対する寄生性や拮抗性、エンドファイトとしての特性を明らかにした。また、昆虫病原性細菌であるBacillus thuringiensisにおいても植物病原菌類に拮抗性があり、植物に対して抵抗性を誘導することを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 帯広畜産大学, 24380174
  • 鞘翅目成虫殺虫活性機構解明と新規BT剤の開発
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    2010年 - 2012年
    浅野 眞一郎
    農作物に甚大な被害をおよぼす鞘翅目害虫に対するBT菌株の殺虫活性試験を行ってきた。(マメコガネ成虫、コクヌストモドキ成虫、コガタルリハムシ成虫、ウリハムシ成虫、ウリハムシモドキ成虫、イネドロオイムシ成虫、イネミズゾウウムシ成虫)。バイオアッセィの結果で殺虫活性が認められたのはマメコガネ、コクヌストモドキ、イネドロオイムシ成虫に対してであり、定法に従いCry遺伝子のクローニング、そのCry遺伝子の大量発現と殺虫活性試験を行うとともに、それらのCryタンパク質の各昆虫成虫の消化管におけるトキシンプロセッシング様式の検証を行ったところ、トキシン断片は最終的には54kDa断片であり、α3-α4ヘリックスの間に存在するループ領域が切断されることがトキシンの殺虫活性に深く関与していることを明らかにした。また、特異的殺虫活性を決める要因の一端であるトキシンレセプターの同定を行った結果、マメコガネ成虫のCry8Daトキシンレセプター分子としてβ-グルコシダーゼやアミノペプチデースN、アルカリフォスファターゼが同定された。この中でも、β-グルコシダーゼが成虫におけるレセプター分子として重要であることが明らかとなった。穀物害虫であるコクヌストモドキ成虫からは、トキシンプロセッシングに関わると考えられている消化管のメタロプロテアーゼ遺伝子がクローニングし、Cry8トキシンのプロセッシングの様式の検討を行った。またコクヌストモドキ成虫のCry8トキシンレセプター候補分子として、カドヘリン様タンパク質やグルコシダーゼの遺伝子をクローニングし、これらの分子とCry8Daトキシンとの結合試験を行い、レセプターとしての機能解析を行った。
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 22580056
  • 病原微生物を用いた害虫防除　　　　　　　　　　　　　　　
    科学研究費補助金
    2008年 - 2012年
    競争的資金
  • Microbiol Pest Management　　　　　　　　　　　　　　　
    Grant-in-Aid for Scientific Research
    2008年 - 2012年
    競争的資金
  • 殺虫性結晶タンパク質産生菌の分子生物学的研究　　　　　　　　　　　　　　　
    共同研究
    2008年
    競争的資金
  • Research for molecilar biology of Bacillus thuringiensis insecticidal crystal protein　　　　　　　　　　　　　　　
    Cooperative Research
    2008年
    競争的資金
  • 微生物農薬の安全性評価に関わる分子基盤
    科学研究費助成事業
    2003年 - 2006年
    伴戸 久徳, 浅野 真一郎, 佐原 健
    BT(バチルス・チューリンゲンシス)菌とバキュロウイルスは、現在、微生物農薬として、世界で広く利用されている。また、バキュロウイルスは昆虫のみならず哺乳動物細胞での遺伝子導入ベクターとして利用が拡大しつつある。本研究の目的は、これら昆虫病原微生物の安全性について分子レベルで検討することである。
    此までの結果から、バキュロウイルスはこれまでの通説に反して、哺乳動物細胞内に通常の感染経路で侵入した後、一部の遺伝を少なくともRNAレベルで発現し得ることを明らかにした。しかし、哺乳動物細胞内では、バキュロウイルス遺伝子プロモーターの構造的特異性と、哺乳動物細胞のエピジェネティックな遺伝子発現制御機構がウイルス遺伝子発現に対して効果的にバリヤーとして機能し得ることが初めて明らかとなった。これらの結果は、少なくともバキュロウイルスの安全性に関して一定の分子生物学的根拠を与えるものと言える。Bt菌に関しては、主に食中毒と最も関係が深いと言われる非溶血性エンテロトキシンCのVero細胞毒性機構の解明を行った。Vero細胞毒性については非溶血エンテロトキシンCをコードするnheC遺伝子の開始コドンから90bpにコードされているペプチドを介して、Vero細胞の表面に非溶血性エンテロトキシンCが結合し、局在化することが明らかとなった。Bt製剤として用いられているBt菌株において、N末端部の部分がエンテロトキシンCが分泌される際に、欠失もしくは消化されており、このことがBc(セレウス)菌で報告されているような甚大な非溶血性エンテロトキシンCによる食中毒が引き起こされない原因の一つであると考えられた。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 15208006
  • テンサイにおける外来遺伝子導入による耐虫性系統の実用化に向けた新展開
    科学研究費助成事業
    1999年 - 2002年
    金澤 章, 島本 義也, 池口 正二郎, 浅野 真一郎, 金澤 章
    テンサイ(Beta vulgaris L.)の代表的な害虫であるヨトウガ(Mamestra brassicae L..)幼虫は、栽培過程において茎葉を食害し、最終的な根重や可製糖量の減少をもたらす。ヨトウガ幼虫をはじめとする害虫に対する抵抗性のテンサイ品種を作る目的で、我々は、これまでにカイコ卒倒菌のもつ殺虫性タンパク質遺伝子cryIA(b)を導入したテンサイを育成してきた。その研究過程において得られた結果に基づき、本研究では、害虫抵抗性テンサイの実用化を念頭に、より強い殺虫活性を示す形質転換体を作製することを主な目的として研究を行った。具体的な方策として、第一に、さまざまなICP遺伝子を大腸菌において発現させることによって得られた毒素タンパク質のうち、ヨトウガ幼虫に対する殺虫活性が最も高かったcryICをテンサイに導入し、その効果を検証した。一方、細胞あたり多くのコピー数をもつ葉緑体ゲノムを対象とした遺伝子導入を行ったところ、より多くの殺虫性タンパク質を細胞内に蓄積し、害虫抵抗性作物の殺虫効果が向上したとの報告がされている。このことから、本研究では、より強い殺虫活性を示す形質転換体を作製するための第二の方策として、ICP遺伝子を葉緑体ゲノムへ導入し、葉緑体に殺虫性タンパク質を局在化させることを考え、テンサイの葉緑体ゲノム形質転換系の開発のためのベクター構築と選抜実験を行った。本研究では、さらに、ICP遺伝子に加えて有用な遺伝子をテンサイに導入することに成功し、その効果を検証した。また、植物細胞において外来遺伝子の発現を確実なものとすることを目的として、主に導入遺伝子の発現の安定性に関する植物の遺伝子発現の解析を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 11356001
  • 新規殺虫性タンパク質遺伝子(ICP gene)の解析と生物農薬への応用
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    1999年 - 2000年
    飯塚 敏彦, 浅野 眞一郎, 浅野 眞一郎, 佐原 健
    殺コガネムシ活性を有するB.thuringiensis菌株のスクリーニング(1999年)本講座保有のB.thuringiensis菌株の系統保存株の中から、殺コガネムシ活性を有するB.thuringiensisのスクリーニングを行った。殺コガネムシ活性を有するgalleriae BBT2-8株の性状調査(2000年)上記において選抜された、galleriae BBT2-8株の殺コガネムシ活性を有するcry遺伝子(cryB28遺伝子)のクローニングと大腸菌ならびに非結晶産生Bt菌株(Bt51)株での発現を試みた。そしてその遺伝子産物はコガネムシに対して殺虫活性を示した。殺線虫活性を有するB.thuringiensis菌株のスクリーニング(1999-2000年)本講座保有のB.thuringiensis菌株の系統保存株の中から、PCR法を用いて、殺線虫活性を有するB.thuringiensisのスクリーニングを行った。しかしながら、殺線虫活性を有するB.thuringiensisは選抜できなかった。殺鱗翅目活性を有するB.thuringiensis菌株のスクリーニング(1999年)本講座保有のB.thuringiensis菌株の系統保存株の中から、新規の鱗翅目活性を有するBt菌株として、wuhanensis株を選抜し、その株からcrylDb遺伝子をクローニングした。そのcrylDb遺伝子は、ハスモンヨトウ・コナガ・カイコに対して殺虫活性を示した。
    文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 11460026
  • コガネムシに殺虫活性を有するB.popilliaeの結晶タンパク質遺伝子解析
    科学研究費補助金(萌芽的研究)
    1998年 - 1999年
    浅野 眞一郎
    当該研究者は既に、北海道のゴルフ場にて数種のコガネムシを採取して、そこからB.popilliae菌株(3菌株、var.Mame,var.Hime,var.Sakura)を分離し、それらのB.popilliae菌株の結晶タンバク質を解析した。各菌株の結晶タンパク質のSDS-PAGEによる解析の結果、それぞれの菌株が約80kDaのペプチドからなる結晶タンパク質を産生していることが明らかとなった。そこで、var.Mame株の80kDaのペプチドのN末端アミノ酸配列の解析(10残基)を行った。その結果、報告されている、B.popilliae由来のタンパク質との相同性は認められなかった。既に報告されている、B.popilliae由来の結晶タンパク質遺伝子(cryBP1:cry18A)に特異なオリゴヌクレオチドプライマーを合成し、B.popilliae菌株のcry遺伝子の検索をPCR法を用いて行った。各種プライマーを用いてcry遺伝子検索を行った結果、これらのB.popilliae菌株が、報告されているcryBP1遺伝子を有しないことが明らかとなった。これらのB.popilliae菌株の有するcry遺伝子をクローニングするため、cryBP1遺伝子の上流域に存在するorf1に注目し、このorf1の塩基配列を基にDNAプライマーを作成した。そのプライマーを用いて、B.popilliae var popilliae株のゲノムDNAをテンプレートとして、PCR法によって約300bpの断片が増幅された。この増幅された断片を解析したところ、orf1と高い相同性が認められた。現在は、この増幅されたDNA断片の上・下流域のクローニングを進めている。
    文部科学省, 萌芽的研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 10876010
  • テンサイにおける殺虫性外来遺伝子の発現効率の高い新システム開発に関する基盤研究
    科学研究費助成事業
    1997年 - 1999年
    島本 義也, 金澤 章, 浅野 真一郎, 佐野 芳雄
    1)テンサイの葉緑体形質転換系を開発
    テンサイ葉緑体にcry遺伝子を組み込み、葉緑体で毒素タンパクを多量に生産させる形質転換系を開発することを目的に実験を進めた。選抜因子(aadA),標識因子(GUS)、プロモーター(rrn)、ターミネーター(rps16)を組み込んだプラスミドをパーティクルガンを用いてテンサイのシュート基盤組織に撃ち込み、培養したが、再分化個体を得るまでに至っていない。再度プラスミドを構築し、テンサイヘの導入した。
    2)テンサイオルガネラヘのタンパク質局在化システムの開発
    テンサイオルガネラヘの毒素タンパク質局在化システムの開発を目的に、タバコからクローニングした葉緑体への輸送ペプチドをコードする塩基配列をGUS遺伝子配列上でタンパク質のN末端をコードする位置に連結させたプラスミドを構築した。アグロバクテリウム法で形質転換体の作出を試みたが、再分化個体を得られていない。
    3)形質転換体テンサイにおけるcry遺伝子の発現
    cryIA(b)遺伝子が組み込まれた再分化個体について、PCRサザン、ICPタンパクの検出、PCRサザンブロット法によりcry遺伝子の導入を大凡半数の個体で確認された。cryIA(b)遺伝子導入が確認された個体の葉部(主に葉身部)を3齢のヨトウガ幼虫に給餌し、その毒性を検討した結果、非道入個体では、ヨトウガ幼虫の成長に全く影響はなかったが、導入個体では、明らかにヨトウガ幼虫の成長を抑制する個体があった。
    4)ヨトウガ幼虫の殺虫に一層有効なcry遺伝子のスクリーニング
    ヨトウガ幼虫に対し、殺虫能力の高いタンパクを産生するcry遺伝子をスクリーニングした結果、cryIC遺伝子がcryIA(b)遺伝子より高い殺虫性を持つことが分かった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 09460001
  • BT菌株への殺虫性タンパク質遺伝子導入ベクターの開発
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    1996年 - 1996年
    浅野 真一郎
    B.thuringiensisにおけるinsecticidal crystal protein(ICP)の発現制御機構が近年、いろいろなICP遺伝子について行われてきた。研究代表者は、B.thuringiensisのICP遺伝子発現ベクターを構築し、各種ICPを発現させることが可能となった。また、B.thuringiensis菌株から各ICP遺伝子のプロモーターをクローニングし(cry1A遺伝子プロモーター、cry2A遺伝子プロモーター、cry3A遺伝子プロモーター、cry4A遺伝子プロモーター等)各種プロモーター制御下でのそれぞれのICP遺伝子の発現制御機構について解析した。cry1Aとcry4A遺伝子に関しては、そのプロモーターでの発現制御機構が、詳細に調べられているがcry2A遺伝子に関してはこの遺伝子のプロモーター制御下でのICP遺伝子発現制御機構は調べられていなかった。cry2A遺伝子プロモーター発現制御機構を調査した結果、cry2A遺伝子の発現は、その上流域に存在する2つのorfの上流に存在するB.thuringiensisの他のcry遺伝子にも共通して見られる、BtIプロモーター制御下で発現されることがプライマーエクステンション法を用いた調査で明かとなった。crylA遺伝子プロモーターの発現制御機構と併せて、新たにcry2A遺伝子プロモーター発現制御機構について本実験で明らかにし、B.thuringiensis遺伝子導入ベクターを2種類構築することができた。
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 競争的資金, 08660063
  • 家蚕濃核病ウイルスの増殖機構とその宿主特異性の分子機構
    科学研究費助成事業
    1995年 - 1996年
    伴戸 久徳, 佐原 健, 浅野 真一郎
    家蚕濃核病ウイルス(山梨株:BmDNV-2)は、ゲノムとして線状1本鎖DNA(VD1,VD2)を含み厳格な宿主特異性を示す小型球状ウイルスであるが、その遺伝子構造について不明な点が多く、増殖機構については全く判っていない。本研究ではBmDNV-2の増殖機構を解明する目的で、まずDNA複製機構についての回折を行った。た同時にウイスルの増殖機構を解明する目的で、ウイルスゲノムDNAの一次構造解析、およびウイルスタンパク質の機能解析を行った。
    これらの研究の結果、本ウイルスは今までに報告されている他の線状1本鎖DNAウイルス(パルボウイルス)とは全く異なった遺伝子構造を持つ新しいタイプのウイルスであることが判明した。まず、本ウイルスがBmDNV-1など他のパルボウイルスとは異なるDNA複製機構を有する事が示唆された。次に、本ウイルスの2種のウイルスゲノム(VD1,VD2)の一次構造が判明し、ゲノムDNA上に存在するORFの大きさや位置、そしてウイルス遺伝子の発現制御に関わると考えられる配列などが明らかになった。また、VD1/ORF2には主要構成タンパク質がコードされており、VD1/ORF3とVD1/ORF4にコードされているウイルスタンパク質(p37,p14)は共に主要構成タンパク質遺伝子のプロモーターをアクティベートする制御タンパク質である事が判明した。さらに、VD2/ORF2にコードされているウイルスタンパク質(p27)はウイルスのゲノム上に存在する全てのプロモーターをアクティベートすることが示され、p27が本ウイルスの宿主、および組織特異性を決定している分子機構を解明する上で極めて重要なタンパク質であることが推定された。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 07456032
  • 広いスペクトラムを有する殺虫性タンパク質産生菌(BT)検索用DNAプローブ合成
    科学研究費助成事業
    1994年 - 1996年
    飯塚 敏彦, 佐原 健, 浅野 眞一郎, 伴戸 久徳
    土壌細菌Bacillus thuringiensis(BT)は殺虫性タンパク質(ICP)を産生する。本菌は微生物農薬として1960年以来世界各国で利用されている。本菌が特に優れた性質を有するのは、特定の昆虫を標的として他に害を及ぼさないこと、また、鱗翅目(ガの類)、双翅目(カの類)、鞘翅目(コガネムシの類)等それぞれ異なった昆虫を標的として殺虫活性を示す菌株が世界各地から発見されたことである。近年、このICPを産生するICP遺伝子のクローニングならびに構造解析が進むにつれ、単に微生物農薬として食害を受ける作物に散布するのみならず、ICP遺伝子が作物に組み込まれ、遺伝子組換え作物が誕生したことである。
    本研究は、作物害虫に優れた殺虫性を有する新しいICP遺伝子を発見し、その性質を明らかにするために計画された。このDNAプローブ作成によるBT菌検索法は、従来の方法と全く異なり、簡便で迅速に新ICP遺伝子を検索することができる。この手法を利用して北海道各地の土壌ならびにインドネシアの土壌から新しくBT菌を分離し、その菌株に含まれるICP遺伝子を検索した結果、新BT株、即ち新ICP遺伝子が発見された。今後の微生物農薬としての開発・利用の可能性が認められつつある。特にコガネムシ類に殺虫活性を有するcryV遺伝子の発見がなされ、その遺伝子構造の解析が行われた。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 06404010
  • インドネシアにおける殺虫性タンパク質(ICP)産生菌の分離と遺伝子解析
    科学研究費助成事業
    1995年 - 1995年
    飯塚 敏彦, HASTOWO Sugy, LAY Bibiana, 佐原 健, 浅野 眞一郎, 伴戸 久徳
    過去2年間にわたって共同研究を行い、インドネシア側のDr.Layの案内によりインドネシア・ジャワ島各地の土壌から予想以上の新しい活性を有するBT菌を分離することが出来た。そこで今年度は、これまでBT菌が多く分離された地域の土壌を重点的に採集し、新規のBT菌の分離をさらに試みた。一方、日本側では、すでに殺虫活性タンパク質(ICP)遺伝子の特異領域を標的としたPCRプライマーを作成し、殺虫活性の高いBT菌の同定方法を確立していたが、今回はこの方法を用いて、土壌試料からのBT菌の分離同定を進め新規の優良BT菌の選抜を行うこととした。
    まず、これまで比較的BT菌の分離確率が良かった地域において72箇所から土壌を採集し、選択培地等を用いてBT菌の分離を試みた結果17株のBT菌が分離された。これらの菌株について、H-serotypeの同定を行ったところalesti,kenyae,indianaがそれぞれ3株、そしてyunnanensisが1株という結果となり、他の株は同定不能であった。次にすでに作成した特異プライマーを用いたPCR法により、それぞれのBT菌株が持っているICP遺伝子(cry)を解析した。その結果,これらの菌株はcryI,cryII,cryV,を含んでいることが判明したが、菌株によってその保有しているICP遺伝子の種類はまちまちであった。
    分離された菌株の殺虫活性を調べたところ、その結果は上記のPCR法によるcryの解析結果から予測された結果と良く一致していた。このことは本研究室で確立した方法が、分離されたBT菌の殺虫活性スペクトルの推定に極めて有効であることを裏付ける結果であった。しかしながら、その予想に反し新しく異なった殺虫活性を示した菌株がいくつか発見された。まずINA02菌株のICP遺伝子構成はcryIA(a),cryVでありハスモンヨトウに対しては殺虫活性を持たない菌株のはずであるが、実際は強い殺虫活性を有していた。一方、亜種tenebrionisとして同定されたINA67菌株は,鞘翅目昆虫(ニジュウヤホシテントウ)に対する殺虫活性を有するが、本菌株は鞘翅目昆虫に殺虫活性を示さないはずのcryIとcryIIしか持っていなかった。さらに、SEL09-13株からはどのタイプのcry遺伝子も検出できなかったがコナガに強い殺虫活性を有していた。これらの結果から、既知のcry遺伝子に変異が生じることで殺虫特異性が変化する可能性や、PCR法で検出できなかった未知のICP遺伝子が存在している可能性などが考えられた。そこで、現在これらの菌株からICP遺伝子をクローニングし、その塩基配列をすでに報告されている配列と比較するとともに、大腸菌による発現系を用いた生物検定法により,その殺虫活性スペクトルの解析を進めている。いままでのところ、INA02株のcryVの塩基配列が既に報告されたものと異なっていることが判明した。
    以上、これまでの一連の研究において、インドネシア各地の土壌は、予想以上にBT菌株を含んでおり、日本においてよく分離される九州の養蚕農家ならびに九州各地の土壌より分離効率の良いことが明らかになった。また、ICP遺伝子をPCR法で解析することで、迅速にBT菌株の殺虫活性スペクトルを予測することならびに新しいcry遺伝子の発見が可能となった。具体的には、この方法を用いて、防除が難しいとされているハスモンヨトウに対して強い殺虫活性を持つINA02株,ヤマトヤブカに活性を持つSKW株そしてニジュウヤホシテントウに活性を持つINA67株など新規のBT菌株を得ることが出来た。これらの昆虫は、現在世界各国における主要害虫であり、本研究により分離されたBT菌株を微生物農薬として利用するための応用研究が今後望まれる。
    日本学術振興会, 国際学術研究, 北海道大学, 07044173
  • インドネシアにおける殺虫性タンパク質(ICP)産生菌の分離と遺伝子解析
    科学研究費助成事業
    1993年 - 1994年
    飯塚 敏彦, LAY Bibiana, 佐原 健, 浅野 真一郎, 伴戸 久徳
    殺虫性タンパク質(ICP)を産生するBacillus thuringiensis(BT)は、ICPの特異的な殺虫活性により広く微生物農薬として利用されており、近年多くの新しい性質を有しているBT菌株が数多く世界各国の土壌より分離されている。
    本研究では、従来のBTの生態を考慮し、土壌温度が好適で、湿度が保たれ、さらに昆虫種のバラエテイに富んでいる熱帯雨林の土壌をターゲットとしてインドネシア・ジャワ島各地の土壌からBTの分離を試みた。共同研究者である、ボゴール農科大学のDr.Bibianaによれば、インドネシアの土壌からは日本、アメリカならびにヨーロッパ各地の土壌より高頻度でBTが分離されることが報告されており、昨年度の調査による多くのBT分離株を得た。今年度は、昨年度の調査において多くのBT分離株が得られたような地点(大きな樹木が有る場所)と、よくBTが分離されることが報告されている桑園の土壌ならびに桑葉・蚕の糞からBTの分離を試みた。その結果、インドネシアジャワ島において約50地点の土壌・蚕室の残さ等をサンプリングし、30株以上のBT菌株を得た。これらの菌株については、H-serotypeによる同定を行った。その結果,亜種thuringiensis,alesti,sumiyoshiensis,sotto,darmstadiensis,aizawai等、さらに同定できないような新しいBT菌株も存在していた。現在引き続き分離ならびに分離株のcry遺伝子の同定、鱗翅目昆虫(カイコ、コナガ、ハスモンヨトウ)ならびに鞘翅目昆虫(ウリハムシ、ニジュウヤホシテントウ)に対する殺虫活性検定を行っている。
    昨年の共同研究ですでに、60株程度の分離菌株を得、それらの菌株についてはH-serotypeによる同定ならびに独自に開発したPCR法を用いたcry遺伝子同定法によりcryI・cryII・cryIII・cryIV・cryV遺伝子について調査を行った。これらの昨年の研究で得られたBT菌株の殺虫活性について、カイコ・コナガ・ハスモンヨトウ・ウリハムシ・ニジュウヤホシテントウについての殺虫活性検定を行った。
    その結果、コナガならびにハスモンヨトウに対して強い殺虫活性を示す菌株が数株得られた。これらの菌株は、H-serotypeによる同定により亜種kurstakiに分類された。しかしながら、kurstakiに同定される菌株では従来ハスモンヨトウに対する殺虫活性は報告されておらず、今までにない新しいBT菌株であることが明らかとなった。それらの菌株の内、INA02菌株についてはハスモンヨトウに対して殺虫活性を示すcryVに分類される遺伝子のクローニングならびに遺伝子構造解析を行った。
    亜種sottoに同定された菌株の中に、これまでに報告のない双翅目昆虫(ヤマトヤブカ)殺虫活性を示すような新しいタイプの株が存在していた。この菌株(SKW株)の羽翅目昆虫に対する殺虫活性を示すICP遺伝子の同定を試みた。その結果、この菌株はcryIIに分類される遺伝子が同定された。このcryII遺伝子についてはクローニングならびに遺伝子構造解析を行った結果、cryIIA遺伝子に類似した遺伝子であった。この遺伝子については、今後このSKW株のcryII遺伝子の持つ活性について本来のcryII遺伝子との殺虫活性判定との比較を鱗翅目ならびに鞘翅目昆虫に対して詳細に調査するつもりである。また、亜種tenebrionisに同定されたINA67菌株は、鞘翅目昆虫(ニジュウヤホシテントウ)に対する殺虫活性を有する分離株で、従来、鞘翅目昆虫に対して活性が報告されているcryIII・V両遺伝子は同定されず、現在この株のcryI遺伝子のクローニングならびに構造解析によりcryIBならびにcryIE遺伝子の存在が確認され、これらの遺伝子の殺虫活性について今後さらに検討する必要があると考えられた。このようにインドネシアの土壌からはまだ数多くの未知なるBT菌株の分離されることが予想され更なる詳細な調査を行う。
    日本学術振興会, 国際学術研究, 北海道大学, 05044116
  • 家蚕中腸上皮細胞上のdelta-エンドトキシン受容体に対するモノクローナル抗体作製
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1993年 - 1993年
    浅野 眞一郎, 浅野 真一郎
    家蚕中腸上皮細胞上に存在する、Bacillus thuringiensis subsp.sottoのdelta-エンドトキシンにたいする受容体についてまず解析を進めた。まず家蚕中腸の組織切片を作成し、切片上にてdelta-エンドトキシンとのバインディングアッセイを行ったところ、家蚕中腸上皮細胞にdelta-エンドトキシンに強い親和性を持つ受容体が存在していることが明らかとなった。Wolfersbergerらの方法に従い、Mg/EDTA沈殿と分画遠心法によって調整した家蚕中腸からBrush border membrane vesicle(BBMV)を調整し、SDS-P AGEによる分画の後、ウエスタンブロットしsotto由来のdelta-エンドトキシンとのバインディングアッセイによる解析によって、BBMV由来の幾つかの分画のバンドとバインディングが認められた。その中でも役130kdalのバンドに強いバインディングが認められたので、そのバンドの分画をSDS-ポリカクリルアミドゲルから切り出して電気泳動的にその分画のペプチドを回収した。その回収した分画のペプチドとdelta-エンドトキシンとをco-incubateし十分にそのペプチドとdelta-エンドトキシンとバインディングさせた後、ウェスタンブロットしたBBMV分画とのバインディングアッセイを行ったところ、バインディングが押さえられていることが明らかとなった。よって、家蚕中腸BBMVをSDS-PAGEによって分画して、ゲルから回収し、その回収した分画をマウスに皮下接種して現在免疫化している。それによって得られた抗体を用いて、家蚕BBMVとsotto由来のdelta-エンドトキシンとのバインディングを阻害することができるかを確かめるつもりである。
    文部科学省, 奨励研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 05856008
  • 家蚕濃核病ウイルスの遺伝子構造と増殖機構
    科学研究費助成事業
    1992年 - 1992年
    伴戸 久徳, 浅野 真一郎
    家蚕濃核病ウイルスには現在、伊那株(BmDNV-1)と山梨株(BmDNV-2)に代表される2種類のウイルスが存在し、これらは品種特異性などの点で著しく異なっている。本研究ではこれらのウイルスの違いを分子生物学的な基盤に於いて明らかにするとともに、濃核病発生予防のための基礎的情報を得る目的で以下の実験を行った。
    BmDNV-1はすでにその遺伝子構造及び複製様式からパルボウイルスに属する事が判明している。ところが、BmDNV-2に於いてはゲノム末端にヘアピン構造は認められず複製様式に於いてパルボウイルスとは異なっている事が推定された。本ウイルスの分類上の位置づけを明瞭にするためにはウイルスDNAの遺伝情報に関して明らかにする必要がある。そこで2種類のゲノムDNA(VD1,VD2)の塩基配列の解析を行った。まず、VD2に関してその全塩基配列を決定した。VD2は約6000塩基からなりその塩基組成には片寄りがみられた。すなわち末端領域は非常にG-Crichでありそれ以外の領域は逆に非常にA-Trichであった。また、本配列には少なくとも2個の大きなオープン・リーディング・フレーム(ORF)が認められ、これらは別々のDNA鎖に存在した。これらのORFにコードされるタンパク質に関して解析を進めるためそれらに対するペプチド抗体を作成中である。VD1に於いてもVD2同様塩基配列の片寄りが認められた。現在、遺伝情報の解析中である。以上の結果は、BmDNV-2がこれまで知られているDNVとは全く異なるタイプのウイルスである事を示している。一方、BmDNV-1とBmDNV-2に於いて明かとなった塩基配列を基に合成したオリゴヌクレオチドを用いたPCR法の応用を検討したところ、極めてて高感度でそれぞれの塩基配列が検出可能であり、この方法の診断及び疫学への応用が可能であると考えられた。
    日本学術振興会, 一般研究(C), 北海道大学, 04660057
  • 鱗翅目昆虫に対し活性の強い殺虫性タンパク性の遺伝子構造解析
    科学研究費助成事業
    1991年 - 1992年
    飯塚 敏彦, 菊田 治典, 浅野 真一郎, 伴戸 久徳
    本研究の目的である鱗翅目昆虫(主に蛾の類)に強い殺虫活性を示す殺虫性タンパク質(ICP)を得るためには、次の2つの研究方向が考えられる。1つは、自然界、主に土壌中に存在している新しいICP産生菌Bac-illus thuringiensis(以下BT)を分離し、その殺虫活性を明らかにすること。他の1つは、BTのICP遺伝子が、どのような調節機構によってICPを産生し殺虫活性を示すのかを明らかにすることである。
    1. ICP産生菌の分離・同定:
    北海道の各地には、よく保全された自然が残っている。このような場所を選び、多くの土壌サンプルを集め、そこからBT菌の分離を行った。分離数は、従来のH-serotypeによる分類を行う一方、これら菌株が有している各種ICP遺伝子の同定を行う新分類法を開発した。即ち、鱗翅目に対する殺虫活性は、対象昆虫に特異的に活性を有するcry1A(a)からcry1Fまで8種類の異なる遺伝子が報告されているため、特異塩基配列領域をプライマー合成し、分離菌のDNAをテンプレートとしてPCR増幅を行って各遺伝子を同定する方法である。この方法は本目的の研究有効であり、多くの新類BT株を得た。
    2. ICP遺伝子の構造解析:
    従来の報告されているBT菌の中、亜種wuhanensisはカイコ、ヨトウガ等に殺虫活性が高いことが知られている。この株は、cry1A(b)、cry1A(c)、cry1Dの3種類の遺伝子を有する。本実験では、cry1A(b)遺伝子の殺虫活性領域を含む塩基配列が明らかにされ、他のcry1A(b)遺伝子と部分的にアミノ酸配列が異なることを明かにした。これら3遺伝子がコードするICPがどのように発現調節されているかについての今後の展開が期待される。
    日本学術振興会, 一般研究(B), 北海道大学, 03454058

産業財産権

主な担当授業

  • 昆虫病理学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 応用分子昆虫学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物学概論, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 環境分子生物学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 応用生命科学概論, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 応用生命科学演習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物学実験, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 農場実習, 2024年, 学士課程, 農学部