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DRY RESISTANCE GENE OF INSECT AND USE THEREOF

Patent code P06A009356
Posted date Oct 13, 2006
Application number P2005-260148
Publication number P2006-101874A
Patent number P4674377
Date of filing Sep 8, 2005
Date of publication of application Apr 20, 2006
Date of registration Feb 4, 2011
Priority data
  • P2004-261412 (Sep 8, 2004) JP
Inventor
  • (In Japanese)黄川田 隆洋
  • (In Japanese)奥田 隆
  • (In Japanese)渡邊 匡彦
  • (In Japanese)三田 和英
  • (In Japanese)門野 敬子
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
Title DRY RESISTANCE GENE OF INSECT AND USE THEREOF
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polynucleotide encoding a dry resistance protein of an insect and a method for the use of the polynucleotide.
SOLUTION: A DNA library is prepared from a dried larva of Polypedilum vanderplanki and a gene encoding LEA (late embryogenesis abundant) protein is separated from an EST database of Polypedilum vanderplanki constructed from the DNA library. As a result, three kinds of new genes (PvLEA1, PvLEA2 and PvLEA3) encoding the LEA-like protein can be separated. It has been found by the secondary structure estimation and the motif retrieval of the protein estimated from each gene that these genes all have an α-helix-rich structure and LEA4 motif characteristic of LEA protein and, accordingly, these three separated genes are new LEA genes derived from Polypedilum vanderplanki. An animal cell can be imparted with dry resistance by introducing these PvLEA1, 2 and 3 genes into the cell. This invention is the first successful case in the world to separate the LEA gene from an insect.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


アフリカの半乾燥地帯にのみ生息するネムリユスリカ幼虫は、48時間かけて完全に乾燥した状態になっても、水に戻すだけで吸水し1時間以内に正常な発育を再開する唯一の昆虫である(非特許文献1)。この完全に乾燥しても復活できる状態は、クリプトビオシス (cryptobiosis) と呼ばれる。一旦クリプトビオシスの状態になったネムリユスリカは、-270℃から+102℃の温度や100%エタノールにも完全に耐えうる(非特許文献2および3)。これまでクリプトビオシスの状態を誘導・維持するにはトレハロースが必須であると言われてきたが、高濃度のトレハロースを体内に蓄積するように誘導した後に乾燥しても、クリプトビオシスの状態にならない場合がある(非特許文献4)。従って、トレハロースの蓄積のみでクリプトビオシス誘導・維持の機構を説明するには不十分であることから、トレハロース以外の因子もクリプトビオシスには必要であることが考えられた。



一方、植物の種子の休眠もクリプトビオシスの一種である。種子休眠は胚発生後期に起こるが、この時期に特異的にLEA (late embryogenesis abundant) タンパク質と呼ばれるタンパク質が蓄積されることが20年ほど前から知られていた(非特許文献5および6)。このタンパク質は、種子以外の花粉や植物体本体においても、乾燥刺激を与えると、発現が上昇する(非特許文献7)。LEAタンパク質は、その二次構造に特徴があり、α-ヘリックスリッチである点が共通である(非特許文献8)。また、このタンパク質は、酵母やイネへの遺伝子導入の結果から、耐乾燥性・耐寒性・耐塩性といったストレス耐性機能を有していることがわかっているが、タンパク質自体の詳細な生化学的機能(活性)は現在でも不明である(非特許文献9)。このタンパク質は、植物にのみ存在すると考えられていたが、2002年に線虫から発見されたことから(非特許文献10)、植物以外にもLEAタンパク質が存在する可能性が強く示唆されている。



なお、本出願の発明に関連する先行技術文献情報を以下に示す。
【非特許文献1】
Watanabe, M., Kikawada, T., Minagawa, N., Yukuhiro, F., and Okuda, T. (2002) J Exp Biol 205, 2799-2802
【非特許文献2】
Hinton, H. E. (1960) J Insect Phys 5, 286-300
【非特許文献3】
Hinton, H. E. (1960) Nature 188, 336-337
【非特許文献4】
Watanabe, M., Kikawada, T., and Okuda, T. (2003) J Exp Biol 206, 2281-2286
【非特許文献5】
Dure, L., 3rd, Greenway, S. C., and Galau, G. A. (1981) Biochemistry 20, 4162-4168
【非特許文献6】
Grzelczak, Z. F., Sattolo, M. H., Hanley-Bowdoin, L. K., Kennedy, T. D., and Lane, B. G. (1982) Can J Biochem 60, 389-397
【非特許文献7】
Ingram, J., and Bartels, D. (1996) Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 47, 377-403
【非特許文献8】
Goyal, K., Tisi, L., Basran, A., Browne, J., Burnell, A., Zurdo, J., and Tunnacliffe, A. (2003) J Biol Chem 278, 12977-12984
【非特許文献9】
Wise, M. J., and Tunnacliffe, A. (2004) Trends Plant Sci 9, 13-17
【非特許文献10】
Browne, J., Tunnacliffe, A., and Burnell, A. (2002) Nature 416, 38

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、昆虫由来の乾燥耐性タンパク質をコードするポリヌクレオチド、ならびにそれらの利用方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
下記(a)から(d)のいずれかに記載の、昆虫由来のポリヌクレオチド。
(a)配列番号:2、4、6のいずれかに記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(b)配列番号:1、3、5のいずれかに記載の塩基配列のコード領域を含むポリヌクレオチド
(c)配列番号:2、4、6のいずれかに記載のアミノ酸配列において1または複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(d)配列番号:1、3、5のいずれかに記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド

【請求項2】
 
ネムリユスリカ由来である、請求項1に記載のポリヌクレオチド。

【請求項3】
 
請求項1または2に記載のポリヌクレオチドを含むベクター。

【請求項4】
 
請求項1もしくは2に記載のポリヌクレオチド、または請求項3に記載のベクターを保持する宿主細胞。

【請求項5】
 
請求項1もしくは2に記載のポリヌクレオチド、または請求項3に記載のベクターを含有する、細胞を乾燥耐性にするための薬剤。

【請求項6】
 
請求項1または2に記載のポリヌクレオチドによりコードされるタンパク質を細胞内で発現させることを特徴とする、細胞を乾燥耐性にする方法。

【請求項7】
 
配列番号:1、3、5のいずれかに記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖に相補的な少なくとも15ヌクレオチドを含むポリヌクレオチド。

【請求項8】
 
被検細胞において、請求項1に記載のポリヌクレオチド、または請求項1に記載のポリヌクレオチドにコードされるタンパク質の発現を測定する工程を含む、被検細胞の乾燥耐性の有無を判定する方法。

【請求項9】
 
被検細胞において、請求項1に記載のポリヌクレオチド、または請求項1に記載のポリヌクレオチドにコードされるタンパク質の発現を測定する工程を含む、被検細胞の乾燥状態を判定する方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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14850_01SUM.gif
State of application right Registered


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