| Project/Area Number |
17H03717
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Evolutionary biology
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
Shigenobu Shuji 基礎生物学研究所, 新規モデル生物開発センター, 教授 (30399555)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | 共生 / アブラムシ / ゲノム編集 / 抗菌ペプチド / 次世代シーケンシング / 遺伝子ネットワーク / 比較ゲノム |
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| Outline of Final Research Achievements |
Aphid species harbor an obligate endosymbiont, Buchnera aphidicola, within their specialized large cells called bacteriocytes and depend on Buchnera for essential nutrients. Aphid and Buchnera are well integrated physiologically and anatomically, which resulted in the absolute interdependence between the host and the symbiont. Using aphid-Buchnera symbiosis as a model, we aimed to understand the mechanisms and the evolution underlying the integrative genetic network in the symbiosis. We found that BCR peptides, which we have already reported their symbiotic organ-specific expression, have antimicrobial activity. We also argued the universality of the symbiotic antimicrobial peptide considering similar cases reported in other symbiotic systems. We succeeded in the development of CRISPR/Cas9 genome editing in the pea aphid, which would open a new avenue of aphid and symbiosis studies in the future.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年「共生」は地球生態系や生命進化、そしてヒトの健康にも重要な役割を果たす事が認識されてきました。しかし宿主と共生者の間でどのような分子を使いどのような相互作用を通して共生が営まれているかについては、ほとんどわかっていません。今回、私たちは昆虫アブラムシから発見したBCRというペプチド（短いタンパク質）が抗菌活性を持つことを発見しました。この分子を使って共生細菌を制御していると考えられます。類似の例が他の動植物の共生においても報告されていることから、共生が進化する際の一般原理として注目されます。また、今回の研究の過程でアブラムシをゲノム編集により遺伝子操作する技術を開発することもできました。
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