アグロティスmothのフェロモン結合タンパク質遺伝子の分子特性と進化

フェロモン結合タンパク質（PBPS）は、嗅覚受容体を囲むリンパのフェロモン分子の捕捉と可溶化を増加させる可溶性トランスポータータンパク質です。ポリメラーゼ連鎖反応ベースの方法を使用して、Noctuid Moth PBPの進化的ゲノム研究のために、アグロティス種のPBP遺伝子を特定しました。ゲノムDNAから、2つの密接に関連する種、Agrotis IpsilonとA. segetumの異なるPBP遺伝子の構造を決定しました。全体として、2つの異なるPBPオーソロジーグループを表す4つの遺伝子（AIPS-1、AIPS-2、ASEG-1、およびASEG-2）を明確に特定しました。4つの遺伝子は同じエクソンイントロン構造を持ち、3つのエクソンと2つのイントロンを構成しますが、主に2番目のイントロンで長さが異なることがわかりました。ASEG-2とAIPS-2の3つのエクソンは同じ長さですが、イントロン1とイントロン2の両方が遺伝子間で長さが異なります。対照的に、AIPS-1とASEG-1は、イントロン2の長さのみでのみ類似性を示します。興味深いことに、イントロン1と2は、AIPS-1、AIPS-2、ASEG-1、およびASEG-2遺伝子の同じ位置に挿入されます。これらの発見は、アグロティスPBP遺伝子が共通の祖先を持ち、おそらくイプシロンとセゲトムの種分化前の遺伝子の重複に由来することを示しています。AIPS-1/ASEG-1およびAIPS-2/ASEG-2の発現は触角特異的であることがわかりましたが、発現は雄のアンテナに限定されません。

Pheromone-binding proteins (PBPs) are soluble transporter proteins that increase the capture and the solubilization of pheromone molecules in the lymph surrounding the olfactory receptors. A polymerase chain reaction-based method was used to identify PBP genes in Agrotis species for an evolutionary genomic study of noctuid moth PBPs. From genomic DNA we determined the structure of different PBP genes in the two closely related species, Agrotis ipsilon and A. segetum. In all, we clearly identified four genes (Aips-1, Aips-2, Aseg-1 and Aseg-2) that represent two distinct PBP orthology groups. We found that the four genes have the same exon-intron structure and that they comprise three exons and two introns but differ in length mainly in the second intron. The three exons of Aseg-2 and Aips-2 have the same lengths but both intron 1 and intron 2 differ in length between the genes. In contrast, Aips-1 and Aseg-1 show dissimilarity only in the length of intron 2. Interestingly, introns 1 and 2 are inserted in the same positions in the Aips-1, Aips-2, Aseg-1 and Aseg-2 genes. These findings show that the Agrotis PBP genes have common ancestry and probably originate from gene duplication before the speciation of ipsilon and segetum. We found that expression of Aips-1/Aseg-1 and Aips-2/Aseg-2 is antennal-specific, but expression is not restricted to the male antennae.