著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Genes

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

昆虫は、食べ物や交尾相手、産卵場所をにおいで探します。においの分子を受け取って神経の受容体まで運ぶのが、触角の中の液に溶けている小さなタンパク質「におい結合タンパク質（OBP）」です。チョウやガの仲間には、幅広いにおい分子と結びつくとされる「一般におい結合タンパク質（GOBP）」というグループがあります。

Tryporyza intactaは、サトウキビの収量や糖分、品質を大きく落とす主要な害虫です。著者らによると、防除は主に殺虫剤に頼っており、残留農薬や環境汚染、天敵への悪影響が課題になっています。そこで研究チームは、このガが持つGOBP1とGOBP2という2種類のタンパク質が、宿主であるサトウキビのどのにおい成分と結びつくのかを調べました。目的は、宿主植物を見つける仕組みを分子レベルで理解し、においで虫を誘う防除法の基礎を得ることです。

何を、どのように調べたか

研究チームは、遺伝子の情報からGOBP1とGOBP2の遺伝子を取り出し、大腸菌に作らせて精製しました。あわせて、ほかのチョウ目昆虫36種のGOBPとアミノ酸配列を比べ、進化上の近さや、共通して保たれている部分を分析しました。

結合の強さは「蛍光競合結合試験」で測りました。まず、タンパク質に結びつくと光る目印の分子（1-NPN）をタンパク質と結合させておきます。そこへ調べたいにおい成分を加え、目印が押しのけられて蛍光が弱まる度合いから、結合の強さを示す値（Ki）を求めます。Kiは濃度の単位で表され、小さいほど強く結合していることを示します。試験に使ったのは、サトウキビとトウモロコシに共通する植物のにおい成分22種類です。

さらに、カイコのGOBP2の立体構造を手本に2つのタンパク質の立体模型をコンピューター上で作り、強く結合した成分がタンパク質のどの部分に収まるかを予測しました（分子ドッキング）。

主な報告結果

GOBP1は、リナロール、(Z)-3-ヘキセン-1-オール、アセトフェノン、リモネン、サリチル酸メチル、テルピネオール、β-イオノン、ヘンエイコサンと強く結合しました。なかでも結合が強かったのは、リナロール（Ki＝16.31マイクロモーラー、μmol/L）とβ-イオノン（Ki＝10.28マイクロモーラー）でした。一方、6種類の脂肪族の成分とは結合しませんでした。

GOBP2は、リナロール、(Z)-3-ヘキセン-1-オール、リモネン、テルピネオール、β-イオノンと強く結合しました。結合が最も強かったのはリモネン（Ki＝13.31マイクロモーラー）とテルピネオール（Ki＝16.70マイクロモーラー）です。このように、2つのタンパク質は結びつく成分の顔ぶれが異なっていました。

配列の分析では、GOBP1は140個、GOBP2は149個のアミノ酸からなっていました。どちらも、ほかのチョウ目昆虫のGOBPと同じく、構造を支える6個のシステイン（アミノ酸の一種）を決まった間隔で持っていました。両者はそれぞれ他種のGOBP1、GOBP2と別々のグループにまとまりました。

立体模型を使った予測では、においの成分は水素結合と疎水性相互作用（水をはじく性質どうしの引き合い）によってタンパク質に保持されると考えられました。結合に重要な部位の候補として、GOBP1では5番目のトレオニン、33番目のトリプトファン、64番目のメチオニンなど、GOBP2では5番目のトレオニン、33番目のトリプトファン、77番目のチロシン、95番目のグルタミンが挙げられました。

この報告が示すこと

著者らは、これまでの研究と合わせて、T. intactaの雌が花のにおいに含まれる主要な成分を手がかりに宿主植物を探している可能性を指摘しています。こうした成分と、それを受け取るタンパク質が特定できれば、虫を誘う人工の誘引剤づくりにつながり、野外での発生調査や総合的な防除に役立つ可能性があると述べています。

なお、結合の強さは精製したタンパク質を使った試験管内の測定によるもので、結合に重要な部位はコンピューターによる予測です。著者らは、GOBP2の候補部位（5番目のトレオニン、33番目のトリプトファン、77番目のチロシン、95番目のグルタミン）について、部位を実際に置き換えてみる実験（部位特異的変異導入）で確かめる必要があるとしています。

原著論文の著者・所属：Siyu Liu（Hubei Key Laboratory of Genetic Regulation and Integrative Biology, Key Laboratory of Pesticide & Chemical Biology of Ministry of Education, School of Life Sciences, Central China Normal University, Wuhan 430079, China）、Yuwei Hu（Guangzhou National Agricultural Science and Technology Innovation Center, Guangzhou 510520, China）、Yueyi Li（Hubei Key Laboratory of Genetic Regulation and Integrative Biology, Key Laboratory of Pesticide & Chemical Biology of Ministry of Education, School of Life Sciences, Central China Normal University, Wuhan 430079, China）、Piao Luo（Hubei Key Laboratory of Genetic Regulation and Integrative Biology, Key Laboratory of Pesticide & Chemical Biology of Ministry of Education, School of Life Sciences, Central China Normal University, Wuhan 430079, China）、Yuying Liu（Hubei Key Laboratory of Genetic Regulation and Integrative Biology, Key Laboratory of Pesticide & Chemical Biology of Ministry of Education, School of Life Sciences, Central China Normal University, Wuhan 430079, China）、Jixia Huang（Hubei Key Laboratory of Genetic Regulation and Integrative Biology, Key Laboratory of Pesticide & Chemical Biology of Ministry of Education, School of Life Sciences, Central China Normal University, Wuhan 430079, China）、Hui Ai（Academy of Frontier Interdisciplinary Research, Central China Normal University, Wuhan 430079, China; Hubei Key Laboratory of Genetic Regulation and Integrative Biology, Key Laboratory of Pesticide & Chemical Biology of Ministry of Education, School of Life Sciences, Central China Normal University, Wuhan 430079, China; Research Center for Territorial Spatial Conservation, Utilization and Computational Governance, Central China Normal University, Wuhan 430079, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Siyu Liu, Yuwei Hu, Yueyi Li, et al. Functional Characteristics of General Odorant Binding Proteins in the Sugarcane Borer (Tryporyza intacta). Genes（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-30. DOI: 10.3390/genes17091051. 原著ライセンス：CC BY.